KR101681433B1 - 분사 수단을 갖는 판형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 및 제2 판 사이공간(3)이 형성되는 방식으로 서로 결합되고 나란히 배열된 다수의 제1 및 제2 열교환기판(A, B)을 포함하는 판 패키지(P)를 포함하는 판형 열교환기에 관한 것이다. 적어도 2개의 인젝터가 제공되고, 각각의 인젝터는 적어도 하나의 판 패키지(P) 내의 제1 판 사이공간(3) 중 적어도 하나에 제1 유체를 공급하도록 배열되고, 적어도 하나의 밸브는 적어도 2개의 인젝터로의 제1 유체의 공급을 제어하도록 배열된다.

Description

분사 수단을 갖는 판형 열교환기 {A PLATE HEAT EXCHANGER WITH INJECTION MEANS}

본 발명은 일반적으로 판형 열교환기(plate heat exchanger)로의 유체 공급에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로 판형 열교환기, 특히 증발기의 형태의 판형 열교환기, 즉 공기 조화, 냉각 시스템, 히트 펌프 시스템 등과 같은 다양한 용례를 위한 회로 내의 유체, 즉 냉각제의 증발을 위해 설계된 판형 열교환기에 관한 것이다.

판형 열교환기는 통상적으로 제1 판 사이공간(interspace)이 각각의 쌍의 인접한 제1 열교환기판(heat exchanger plate)과 제2 열교환기판 사이에 형성되고, 제2 판 사이공간이 각각의 쌍의 인접한 제2 열교환기판과 제1 열교환기판 사이에 형성되는 방식으로 서로 결합되고 나란히 배열된 다수의 제1 열교환기판 및 다수의 제2 열교환기판을 갖는 판 패키지를 포함한다. 제1 판 사이공간 및 제2 판 사이공간은 서로 분리되고 판 패키지 내에 교번적인 순서로 나란히 제공된다. 실질적으로 각각의 열교환기판은 적어도 제1 포트홀(porthole) 및 제2 포트홀을 갖고, 제1 포트홀은 제1 판 사이공간으로의 제1 입구 채널을 형성하고, 제2 포트홀은 제1 판 사이공간으로부터의 제1 출구 채널을 형성한다.

증발을 위한 이러한 판형 열교환기의 입구 채널에 공급된 유체는 일반적으로 기체 상태 및 액체 상태의 모두로 존재한다. 이는 2상 증발기로서 공지되어 있다. 예를 들어 최적화된 양의 유체가 공급되고 각각의 판 사이공간을 통해 유동하는 방식으로 상이한 판 사이공간으로의 유체의 최적의 분배를 제공하는 것이 어렵다. 이 일반적인 종래의 판형 열교환기에서, 유체는 제1 입구 채널을 따른 그리고 또한 개별 제1 판 사이공간의 각각 내로의 추가의 분배를 위해, 제1 입구 채널의 일 단부, 즉 제1 포트 구멍에서 도입된다. 무엇보다도, 제1 입구 채널 내부의 유동을 제어하는 것이 매우 어렵다. 삽입된 유체의 에너지 함량이 너무 높아, 이에 의해 그 입구 포트를 거쳐 입구 채널에 공급된 유체의 부분이 입구 채널의 후방 단부에 조우되고 이에 의해 반대 방향으로 반사되는 위험이 항상 존재한다. 이에 의해, 입구 채널 내의 유동은 매우 혼란스럽고 예측 및 제어가 어렵다. 또한, 유체의 압력 강하는 입구로부터 제1 입구 채널까지의 거리에 따라 증가하고, 이에 의해 개별 판형 사이공간들 사이의 유체의 분배가 영향을 받게 될 것이다. 이에 의해, 판형 열교환기의 효율을 최적화하는 것이 어렵다. 제1 입구 채널로부터 개별 판 사이공간에 진입할 때 유체의 액적이 경험해야 하는 각도 유동(angular flow) 변화가 오분배에 기여하는 것이 또한 공지되어 있다.

또한, 통상적으로 적어도 2개인, 포트 구멍을 구비하는 각각의 열교환기판에 의해, 이용 가능한 열교환면이 감소된다. 또한, 포트 구멍의 크기 및 위치는 판 사이공간을 따른 유동을 최적화하기 위해 열교환기판의 표면 파형부를 설계할 때 고려되어야 하는 구조적 설계 파라미터이다. 유동 최적화를 위한 이용 가능한 작용 공간은 이에 의해 제한된다.

문헌 WO94/14021호, WO00/70292호 및 WO08/000823호는 냉각제가 개별 판 사이공간 내로의 유체의 분배를 위해 종방향 내부로 연장하는 인서트를 거쳐 그리고 제1 입구 채널을 따라 공급되는 판형 열교환기의 예를 개시하고 있다.

일반적으로, 부분 부하에서 판형 열교환기의 효율은 에너지 소비를 감소시키기 위한 목적으로 증가하는 문제점이다. 예로서, 연구실 스케일 시험은 공기 조화에 관한 냉각 시스템이 소정의 브레이징된(brazing) 판형 열교환기에 대해 부분 부하에서 단지 향상된 증발기 기능에 의해서만 그 에너지 소비의 4 내지 10%를 절약할 수도 있다는 것을 나타내고 있다. 또한, 증발기 시스템은 통상적으로 단지 3%의 시간 동안 최대 능력으로 작동하고, 반면에 대부분의 증발기는 최대 능력 작동 듀티에 대해 설계되고 조절된다. 어떻게 증발기가 단지 하나의 통상적인 작동 듀티에서 측정되는 대신에 상이한 작동 듀티에서 수행되는지에 대해 더 많은 초점이 집중된다. 또한, 시장은 소위 연간 효율 표준을 적용한다. 표준은 상이한 상태들 및 지역들 사이에서 다양할 수도 있다. 통상적으로, 이러한 표준은 상이한 작업 부하를 포함하는 고려 사항에 기초하고, 이에 의해 대부분의 증발기들은 특정 표준의 견지에서 설계되고 조정된다. 그러나, 정상 작동 중에, 작업 부하는 상당히 변동하고 표준을 위해 사용된 가공의 조건을 거의 반영하지 않는다.

본 발명의 목적은 전술된 문제점을 개선하는 개량된 판형 열교환기를 제공하는 것이다. 특히, 개별 판 사이공간들 사이의 냉각제와 같은 제1 유체의 공급의 더 양호한 제어 및 분배를 허용하여 이에 의해 판형 열교환기의 효율을 향상시키는 판형 열교환기를 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 심지어 포트 구멍의 수 및 크기의 감소를 허용하는 판형 열교환기를 제공하는 것이다. 다른 목적은 열교환기판의 수 및 또한 냉각제의 양의 감소를 허용하는 것이다.

이 목적은 제1 판 사이공간이 각각의 쌍의 인접한 제1 열교환기판과 제2 열교환기판 사이에 형성되고, 제2 판 사이공간이 각각의 쌍의 인접한 제2 열교환기판과 제1 열교환기판 사이에 형성되는 방식으로 서로 결합되고 나란히 배열된 다수의 제1 열교환기판 및 다수의 제2 열교환기판을 포함하는 판 패키지를 포함하고, 제1 판 사이공간 및 제2 판 사이공간은 서로 분리되고 적어도 하나의 판 패키지 내에 교번적인 순서로 나란히 제공되는 판형 열교환기에 의해 성취된다. 판형 열교환기는 각각 적어도 하나의 판 패키지 내의 제1 판 사이공간 중 적어도 하나에 제1 유체를 공급하도록 배열되는 적어도 2개의 인젝터, 및 적어도 2개의 인젝터로의 제1 유체의 공급을 제어하도록 배열되는 적어도 하나의 밸브를 갖는 것을 특징으로 한다.

그 일반적인 형태에서, 냉각제와 같은 제1 유체를 제1 판 사이공간들 중 적어도 하나로 공급하도록 배열된 적어도 2개의 인젝터의 사용이 정의된다. 공급은 적어도 하나의 밸브에 의해 제어된다. 이에 의해, 제1 유체는 다수의 입구 포트에서 판형 열교환기에 공급될 수 있고, 각각의 입구점은 인젝터에 대응한다. 제공된 각각의 인젝터는 그 자신의 밸브 또는 하나 초과의 인젝터를 서빙하는 하나의 밸브에 의해 서빙되고, 제1 판 사이공간으로의 유체 공급은 용이하게 제어될 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 밸브는 각각의 제1 판 사이공간 또는 제1 판 사이공간들의 그룹으로의 유체 공급의 최적화를 허용한다. 밸브는 제어기에 의해 개별적으로 또는 그룹으로서 제어될 수도 있어 이에 의해 요구된 효율 및 실제 성능에 기초하여 판형 열교환기를 가로지르는 제1 유체의 유동을 최적화한다. 이는 부분 부하에 따라 사용 중에 열교환기의 효율의 양호한 제어 및 조절을 허용한다.

인젝터의 위치는 이용 가능한 공간에 따라 다소 임의적일 수도 있다. 인젝터는 그에 의한 공급을 직접 판 사이공간 내로 지향하도록 배열될 수도 있고, 이에 의해 제1 유체를 위한 입구 채널의 형성을 위한 열교환기판 내의 임의의 입구 포트홀을 위한 필요성을 제거할 수도 있다. 또한, 하나의 동일한 제1 판 사이공간은 하나 초과의 인젝터를 구비할 수도 있다. 대안적으로, 하나의 동일한 인젝터, 또는 다수의 인젝터는 인접한 제1 판 사이공간의 그룹을 서빙하도록 배열될 수도 있고, 이에 의해 이 경우에 판형 열교환기는 제1 판 사이공간의 복수의 이러한 그룹을 포함할 수도 있다. 이러한 인젝터 또는 이러한 다수의 인젝터는 하나의 동일한 밸브에 의해 서빙될 수도 있다.

따라서, 본 발명은 그 가장 일반적인 형태에서, 제1 유체 공급 방법, 특히 제1 유체가 판형 열교환기 내로 공급되는 위치에 대해 광범위한 가능성을 제공한다. 제1 유체 공급은 더 이상 제1 입구 채널의 입구 개구를 거쳐 발생하도록 규제된다. 이는 판형 열교환기를 통한 유동의 제어 및 최적화의 견지에서 확장된 이용 가능한 열전달면 및 새로운 더 양호한 가능성을 제공한다.

실질적으로, 각각의 열교환기판은 적어도 제1 포트홀을 가질 수도 있고, 제1 포트홀은 제1 판 사이공간으로의 제1 입구 채널을 형성하고, 적어도 2개의 인젝터는 제1 입구 채널 내에 또는 제1 입구 채널의 벽부 내에 배열되고, 각각의 인젝터는 제1 판 사이공간들 중 하나 초과에 제1 유체를 공급하도록 배열된다. 입구 채널 내에 하나 초과의 인젝터를 사용함으로써, 이동 거리, 압력 강하, 액적, 유동 방향 변화, 열교환기의 상류측의 튜빙의 길이 및 형상에 관한 종래의 문제점이 감소될 수도 있다. 또한, 인젝터는 제1 유체가 제1 판 사이공간에 진입하게 하는데 요구되는 유체 방향의 임의의 변화가 감소되거나 심지어 제거될 수도 있는 방식으로 지향될 수도 있다.

제1 입구 채널은 적어도 2개의 섹션으로 분할될 수도 있고, 복수의 제1 판 사이공간은 적어도 2개의 그룹으로 분할될 수도 있고, 각각의 그룹은 하나 초과의 인접한 제1 판 사이공간을 포함하고, 각각의 그룹은 제1 채널의 섹션과 연통하여 배열되고, 이에 의해 제1 입구 채널의 각각의 섹션은 적어도 하나의 인젝터를 포함한다.

제1 입구 채널 및 그룹으로 분할되는 제1 판 사이공간에 의해, 각각의 그룹은 개별적으로 제어될 수도 있어 요구된 부분 부하로의 유동의 최적화 및 적응을 위한 더 양호한 가능성을 허용한다. 그룹화는 가상적인데, 즉 그룹들 사이의 임의의 물리적 제한이 없을 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 이에 의해, 그룹은 임의의 제어기에 의해 개별적으로 제어되고 모니터링될 수도 있어 각각의 섹션의 유입 및 작동 및 성능이 더 양호하게 최적화되게 한다. 그룹화는 또한 적어도 제1 입구 채널을 경계 한정하는 구조적 격벽으로 구조화될 수도 있다. 제1 유체를 위한 출구 채널은 연속적일 수도 있다.

적어도 2개의 인젝터는 입구 챔버 내에 또는 입구 챔버를 형성하는 벽부 내에 배열될 수도 있고, 입구 챔버는 판 패키지 내의 제1 판 사이공간의 적어도 2개와 연통하여 배열되고, 각각의 인젝터는 판 패키지 내의 제1 판 사이공간들 중 하나 초과에 제1 유체를 공급하도록 배열된다.

이는 특정 그룹 내의 제1 판 사이공간을 통한 제1 유체의 유동을 제어하기 위한 가능성을 향상시킨다. 하나의 이러한 그룹을 위해 사용된 인젝터 또는 인젝터들은 하나의 동일한 밸브에 의해 서빙될 수도 있다. 이에 의해, 유체 유동은 제1 유체를 위한 입구 채널을 형성하는 임의의 포트홀에 대한 필요성 없이 제1 판 사이공간 내로 직접 지향될 수도 있다. 입구 챔버는 예로서 판 패키지의 외부 벽부에 연결된 케이싱의 형태일 수도 있어, 이에 의해 입구 챔버는 케이싱 및 판 패키지의 외부벽부에 의해 형성된다. 따라서, 종래 기술에서 제1 유체를 공급하도록 요구되는 포트홀은 제거될 수도 있다. 또한, 입구 챔버는 판 패키지의 디자인에 따라 임의의 원하는 종방향 연장부가 제공될 수도 있어, 제1 판 사이공간을 가로지르는 제1 유체의 더 양호한 분배를 허용한다. 이는 이용 가능한 열전달면 및 유동 패턴의 디자인의 견지에서 판형 열교환기의 최적화를 허용한다. 또한, 케이싱의 벽부 내에 인젝터를 배열함으로써, 판 사이공간 내의 인젝터의 위치 및 방향에 관한 자유도가 제공된다.

입구 챔버는 적어도 2개의 섹션으로 분할될 수도 있고, 복수의 제1 판 사이공간은 적어도 2개의 그룹으로 분할될 수도 있고, 각각의 그룹은 하나 초과의 인접한 제1 판 사이공간을 포함하고, 각각의 그룹은 입구 챔버의 섹션과 연통하여 배열되고, 이에 의해 입구 챔버의 각각의 섹션은 적어도 하나의 인젝터를 포함할 수도 있다.

예를 들어 적어도 하나의 격벽에 의해 분할되는 입구 챔버 및 그룹화되는 제1 판 사이공간에 의해, 각각의 그룹은 개별적으로 제어될 수도 있어, 요구된 작동 부하로의 유동의 최적화 및 적응을 위한 더 양호한 가능성을 허용한다. 부분 부하에서의 작동의 경우에, 몇몇 섹션 및 그룹은 심지어 폐쇄될 수도 있다.

적어도 2개의 인젝터는 입구 챔버 내에 분배된 하나 또는 다수의 열로 배열될 수도 있다. 대안적으로, 적어도 2개의 인젝터는 제1 입구 채널 또는 입구 챔버의 종방향 연장부와 평행하게 연장하는 적어도 2개의 열로 나란히 배열될 수도 있다. 인젝터는 다수의 방식으로 서로 배열될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 적어도 2개의 인젝터는 제1 입구 채널 또는 판 패키지의 종방향 연장부와 평행하게 열로 나란히 배열될 수도 있다. 적어도 2개의 인젝터는 대안적으로 제1 입구 채널 또는 판 패키지의 종방향 연장부와 평행하게 적어도 2개의 열로 나란히 배열될 수도 있다. 또한, 인젝터의 적어도 2개의 열은 제1 입구 채널 또는 판 패키지의 종방향 중심선의 각각의 측에 배열될 수도 있다. 부가적으로, 제1 열의 인젝터는 제2 열의 인젝터의 견지에서 상호 변위될 수도 있다.

각각의 제1 판 사이공간은 인젝터를 포함할 수도 있고, 인젝터는 각각의 제1 판 사이공간을 형성하는 벽부 내에 배열된다. 이러한 배열은 예를 들어 나사산 결합에 의해 또는 판 패키지에 연결된 적합한 커넥터를 거쳐 행해질 수도 있다. 본 실시예에서, 제1 입구 채널은 제1 유체가 개별적인 제1 판 사이공간 내로 직접 공급되기 때문에 제거될 수도 있다. 유체 유동이 사이공간에 진입하기 위해 방향을 변경해야 하지 않기 때문에 압력 강하는 낮을 것이다. 각각의 제1 판 사이공간은 하나 초과의 인젝터를 구비할 수도 있고, 인젝터는 판 패키지의 원주방향 외부 봉입면 내에 배열된다는 것이 이해되어야 한다. 이에 의해, 인젝터는 그를 가로지르는 유체의 더 양호한 분배를 위해 열교환기의 주 평면을 가로질러 상이한 방향으로 배향될 수도 있다.

판 패키지 내의 열교환기판들은 브레이징, 용접, 접착제 또는 접합을 통해 서로 연결될 수도 있다. 연결은 영구적일 수도 있다.

적어도 2개의 인젝터의 각각은 제1 판 사이공간 또는 연통하는 제1 판 사이공간의 그룹을 형성하는 벽부 내의 관통 구멍 내에 배열될 수도 있다. 관통 구멍은 판 패키지의 외부로부터 제1 판 사이공간 또는 연통하는 제1 판 사이공간의 그룹으로의 연장부를 가질 수도 있고, 구멍은 소성 재성형에 의해, 절삭에 의해 또는 드릴링에 의해 형성된다. 용어 소성 재성형은 열적 드릴링(thermal drilling)과 같은 비절삭 소성 재성형을 칭한다. 절삭 또는 드릴링은 절삭 공구에 의해 행해질 수도 있다. 이는 또한 레이저 또는 플라즈마 절삭에 의해 행해질 수도 있다.

적어도 2개의 인젝터는 그에 의한 제1 유체의 공급을 제1 및 제2 열교환기판의 주 평면과 본질적으로 평행하게 지향하도록 배열될 수도 있다. 이에 의해, 압력 강하에 기여하는 유동의 임의의 과도한 재지향이 회피될 수도 있다.

각각의 제1 판 사이공간 또는 연통하는 제1 판 사이공간의 각각의 그룹은 적어도 2개의 인젝터를 포함할 수도 있고, 각각의 인젝터는 개별적인 밸브와 협동하도록 배열된다. 개별적인 밸브를 사용함으로써, 판형 열교환기 및 그 개별적인 제1 판 사이공간의 작동은 높은 정확도로 제어될 수도 있다.

적어도 2개의 인젝터는 스프레이 패턴을 제공하는 노즐을 구비할 수도 있고, 이에 의해 인젝터의 하나의 열 내의 또는 인젝터의 2개의 인접한 열 내의 2개의 인접한 노즐의 스프레이 패턴은 10 내지 70%, 더 바람직하게는 20 내지 60%, 가장 바람직하게는 30 내지 50%의 중첩부를 갖도록 설정될 수도 있다.

중첩부에 의해, 제1 유체의 실질적으로 균등한 분배가 복수의 제1 판 사이공간을 가로질러 제공될 수도 있고, 이에 의해 각각의 제1 판 사이공간은 본질적으로 동일한 양의 제1 유체 및 본질적으로 동일한 고유 에너지 함량 및 본질적으로 동일한 밀도를 구비할 수도 있다. 중첩부는 일반적으로 스프레이 패턴을 받게 되는 제1 입구 채널의 봉입면의 부분 상에서 보여지는 바와 같이 계산되어야 한다. 중첩부는 스프레이된 유체 내에 포함된 개별적인 액적의 확산에 기인하여 스프레이 패턴의 주연부를 따른 흐려짐을 보상한다.

적어도 하나의 밸브는 제어기와 협동하도록 배열될 수도 있다.

다른 태양에서, 본 발명은 상기에 제공된 특징들을 갖는 판형 열교환기에 사용되는 열교환기판에 관한 것이다. 열교환기판은 열교환기판의 일반적인 평면 내에서 연장하고 원주방향 에지부에 의해 경계 한정된 열전달면 영역을 포함하고, 상기 열교환기판은 그 코너부에 긴 측면 및 짧은 측면을 갖는 포트홀을 포함하고, 긴 측면은 열교환기판의 에지를 따라 연장하고, 열교환기판은 그 열전달면 영역에 포트홀의 긴 측면에 인접하고 그를 따라 연장하는 적어도 하나의 제1 돌출부 및 포트홀의 짧은 측면으로부터 원주방향 에지부로부터 먼쪽으로 연장하는 적어도 2개의 제2 돌출부를 더 포함한다.

적어도 하나의 제1 돌출부는 제1 열교환기판을 제2 열교환기판과 영구적으로 결합할 때 포트홀이 긴 측면의 적어도 일부를 따라 밀봉부를 형성하도록 배열될 수도 있다.

적어도 2개의 제2 돌출부는 제1 열교환기판을 제2 열교환기판에 영구적으로 결합할 때, 이와 같이 영구적으로 결합된 제1 및 제2 열교환기판의 일반적인 평면을 따라 연장하는 터널을 경계 한정하도록 배열될 수도 있다. 이와 같이 형성된 터널은 열교환기판의 열전달면 영역을 향해 그리고 이를 가로질러 원하는 방식으로 제1 유체의 유동의 분포에 기여한다.

본 발명의 실시예가 이제 첨부된 개략 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 통상적인 판형 열교환기의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 판형 열교환기의 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 통상적인 판형 열교환기의 입구 또는 출구 채널의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 통상적인 제1 열교환기판의 정면측의 고도의 개략도를 도시한다.
도 5는 통상적인 제2 열교환기판의 정면측의 고도의 개략도를 도시한다.
도 6은 제1 입구 채널의 뷰에서 인젝터의 위치설정의 일 예를 도시한다.
도 7은 개별 인젝터가 제1 입구 채널의 내부를 따라 인서트 상에 배열되어 있는, 본 발명의 부분을 형성하지 않는 일 실시예를 도시한다.
도 8은 제1 입구 채널이 섹션으로 분할되어 있고 복수의 인젝터가 그룹으로 분할되어 있는 일 고도로 개략적인 실시예를 도시한다.
도 9는 인젝터가 개별적인 제1 판 사이공간 내로 직접 연장되는 일 실시예의 고도의 개략도를 도시한다.
도 10은 제1 유체 채널이 판 패키지의 일 주연측을 따라 연장하는 입구 챔버로 대체되어 있는 판 패키지의 일 실시예를 도시한다.
도 11은 직사각형 입구 포트를 갖는 열교환기판의 부분을 개략적으로 도시한다.
도 12는 직사각형 입구 채널을 갖는 판 패키지의 부분을 개략적으로 도시한다.
도 13은 본질적으로 직사각형 투영 영역을 제공하는 스프레이 패턴을 개략적으로 도시한다.
도 14는 본질적으로 직사각형 투영 영역을 제공하는 스프레이 패턴을 개략적으로 도시한다.

도 1 내지 도 3은 판형 열교환기(1)의 통상적인 예를 도시한다. 판형 열교환기(1)는 서로 나란히 제공된 다수의 압축 성형된 열교환기판(A, B)에 의해 형성된 판 패키지(P)를 포함한다. 판형 열교환기(1)는 이하에 제1 열교환기판(A)(도 3 및 도 4 참조) 및 제2 열교환기판(B)(도 3 및 도 5 참조)이라 칭하는 2개의 상이한 유형의 열교환기판을 포함한다. 판 패키지(P)는 실질적으로 동일한 수의 제1 열교환기판(A) 및 제2 열교환기판(B)을 포함한다. 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 열교환기판(A, B)은 제1 판 사이공간(3)이 각각의 쌍의 인접한 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B) 사이에 형성되고 제2 판 사이공간(4)이 각각의 쌍의 인접한 제2 열교환기판(B)과 제1 열교환기판(A) 사이에 형성되는 방식으로 나란히 제공된다.

따라서, 2개 걸러 하나의 판 사이공간은 각각의 제1 판 사이공간(3)을 형성하고, 나머지 판 사이공간들은 각각의 제2 판 사이공간(4)을 형성하는데, 즉 제1 및 제2 판 사이공간(3, 4)은 판 패키지(P) 내에 교번적인 순서로 제공된다. 더욱이, 제1 및 제2 판 사이공간(3, 4)은 서로로부터 실질적으로 완전히 분리된다.

판형 열교환기(1)는 도시되지 않은 냉각제 회로 내에서 증발기로서 작동하도록 유리하게 구성될 수도 있다. 이러한 증발기 용례에서, 제1 판 사이공간은 냉각제인 제1 유체를 위한 제1 통로를 형성할 수도 있고, 반면에 제2 판 사이공간은 제1 유체에 의해 냉각되도록 구성된 제2 유체를 위한 제2 통로를 형성할 수도 있다.

판 패키지(P)는 판 패키지(P)의 각각의 측에 제공된 상부 단부판(6) 및 하부 단부판(7)을 또한 포함한다.

도시된 실시예에서, 열교환기판(A, B) 및 단부판(6,7)은 서로 영구적으로 연결된다. 이러한 영구적인 연결은 유리하게는 브레이징, 용접, 접착제 또는 접합(bonding)을 통해 수행될 수도 있다.

특히 도 2, 도 4 및 도 5로부터 나타나는 바와 같이, 실질적으로 각각의 열교환기판(A, B)은 4개의 포트홀(8), 즉 제1 포트홀(8), 제2 포트홀(8), 제3 포트홀(8) 및 제4 포트홀(8)을 갖는다. 제1 포트홀(8)은 제1 판 사이공간(3)으로의 제1 입구 채널(9)을 형성하고, 이 제1 입구 채널은 실질적으로 전체 판 패키지(P), 즉 모든 판(A, B) 및 상부 단부판(6)을 통해 연장한다. 제2 포트홀(5)은 제1 판 사이공간(3)으로부터의 제1 출구 채널(10)을 형성하고, 이 제1 출구 채널은 또한 실질적으로 전체 판 패키지(P), 즉 모든 판(A, B) 및 상부 단부판(6)을 통해 연장한다. 제3 포트홀(8)은 제2 판 사이공간(4)으로의 제2 입구 채널(11)을 형성하고, 제4 포트홀(8)은 제2 판 사이공간(4)으로부터의 제2 출구 채널(12)을 형성한다. 또한, 이들 2개의 채널(11, 12)은 실질적으로 전체 판 패키지(P), 즉 모든 판(A, B) 및 상부 단부판(6)을 통해 연장한다. 4개의 포트홀(8)은 개시된 실시예에서 실질적으로 직사각형 열교환기판(A, B)의 각각의 코너 부근에 제공된다. 그러나, 다른 위치가 가능하고, 본 발명은 도시되고 개시된 위치에 한정되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.

각각의 열교환기판(A, B)의 중심 영역에는, 그 자체로 공지되어 있는 마루부(ridge) 및 골부(valley)의 파형부(39)를 구비하는 능동 열전달 영역(18)이 존재한다. 개시된 실시예에서, 파형부(39)는 헤링본형(herringbone-like) 패턴으로 연장하고, 여기서 제1 열교환기판(A)의 파형부(39) 및 제2 열교환기판(B)의 파형부(39)는 대향 방향들로 지향한다. 열전달 영역(18)은 물론 다른 종류의 패턴을 갖거나 또는 심지어 패턴을 전혀 갖지 않을 수도 있다.

이제, 도 6을 참조하면, 제1 입구 채널(9)의 견지에서 인젝터(25)의 위치설정의 일 예가 설명될 것이다. 개시된 실시예에서, 4개의 인젝터(25)는 제1 입구 채널(9)의 종방향 연장부와 평행하게 연장하는 열로 나란히 배열된다. 인젝터(25)는 제1 입구 채널(9)의 종방향 연장부를 따라 균등하게 분배되고, 이에 의해 각각의 인젝터(25)는 다수의 제1 패널 사이공간(3)으로 제1 유체를 공급하도록 제공된다. 인젝터(25)는 판 패키지(P)의 외부 원주방향 벽부(13)로부터 제1 입구 채널(9) 내로 연장하는 관통 구멍(20) 내에 수용되는 각각의 인젝터(25)에 의해 제1 입구 채널(9)의 벽부(19) 내에 배열된다.

개시된 실시예에서, 인젝터(25)의 수는 제1 판 사이공간(3)의 수보다 작다. 이에 의해, 각각의 인젝터(25)는 제1 판 사이공간(3)들 중 하나 초과로의 제1 유체의 그 유동을 공급하도록 배열된다. 제1 입구 채널(9) 내부의 유체의 균등한 분배가 원하는 스프레이 패턴을 제공하는 노즐(26)을 갖는 각각의 인젝터(25)에 의해 제공된다. 그러나, 인젝터(25)의 수는 제1 판 사이공간(3)의 수에 대응할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

인젝터(25)는 고도로 개략적으로 도시된 바와 같이, 인젝터(25)로의 제1 유체의 공급을 제어하기 위해 밸브(29)에 연결된다. 각각의 인젝터(25)가 하나의 밸브(29)에 연결되는 것으로서 도시되어 있지만, 복수의 인젝터(25)는 하나의 동일한 밸브(29)에 연결될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 밸브(29)는 제어기에 연결되어 그에 의해 제어될 수도 있다. 밸브(29) 및 제어기는 바람직하게는 판 패키지(P) 외부에 배열된다.

판 열교환기(1)는 작동 파라미터 및 작동 조건에 대한 입력을 제어기에 제공하기 위한 하나 또는 다수의 센서(도시 생략)를 구비할 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 모니터링을 위한 통상의 파라미터는 온도 및 압력이다.

본 발명의 부분을 형성하지 않고, 도 7에 고도로 개략적으로 도시되어 있는 대안적인 실시예로서, 개별적인 인젝터(25)는 제1 입구 채널(9) 내에 수용된 인서트(17) 상에 배열됨으로써 제1 입구 채널(9)의 내부를 따라 배열될 수도 있다. 전술된 실시예에서와 같이, 인젝터(25)는 하나 또는 다수의 밸브(29)에 연결될 수도 있다. 개시된 실시예에서, 각각의 인젝터(25)는 하나의 밸브(29)에 연결된다.

이제, 도 8을 참조하면, 제1 입구 채널(9)이 섹션(60)으로 분할되고 복수의 제1 판 사이공간(3)이 그룹(61)으로 분할되어 있는 하나의 고도로 개략적인 실시예가 도시되어 있다. 개시된 실시예는 2개의 섹션(60) 및 2개의 그룹(61)을 개시하고 있다. 제1 판 사이공간(3)의 각각의 그룹(61)은 제1 입구 채널(9)의 섹션(60)과 연통하여 배열된다. 각각의 섹션(60)은 개시된 실시예에서, 2개의 인젝터(25)를 포함한다. 섹션(60)으로의 제1 입구 채널(9)의 분할은 도시된 바와 같이, 제1 입구 채널(9)을 가로지르는 격벽(24)을 갖는 구조일 수도 있다. 인젝터(25)의 구조적 분할 및 그룹화는 요구된 작동 부하에 따라 몇몇 섹션(60) 또는 그룹(61)을 폐쇄하는 것을 가능하게 하는데 사용될 수도 있다. 이는 밸브(29) 및 제어기에 의해 폐쇄되는 제1 판 사이공간(3)의 각각의 그룹(61)에 전용된 인젝터(25) 또는 인젝터(25)들에 의해 제어될 수도 있다. 개시된 실시예에서, 각각의 인젝터(25)는 하나의 밸브(29)에 연결된다. 또한, 밸브(29)는 제어기에 연결된다.

이제, 도 9를 참조하면, 복수의 인젝터(25)를 갖는 판 패키지(P)의 하나의 고도의 개략적인 실시예가 도시되어 있다. 제1 유체는 판 패키지(P)의 원주방향 벽부(19) 내에 배열된 인젝터(25)를 포함하는 각각의 제1 판 사이공간(3)에 의해 제1 판 사이공간(3)들 내로 직접 공급된다. 상기 각각의 제1 판 사이공간(3)은 개별 열교환기판(A, B)과 함께 원주방향 벽부(19)에 의해 형성된다. 인젝터(25)는 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(16)과 본질적으로 평행하게 지향된다. 이에 의해, 유체 유동에 주요한 변화가 존재하지 않을 것이고, 이에 의해 유동 방향의 변화에 관한 압력 강하가 실질적으로 감소될 수도 있다.

다른 위치가 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 각각의 제1 판 사이공간(3)은 제1 판 사이공간(3)들을 가로지르는 더 양호한 유동 분배를 제공하기 위해 하나 초과의 인젝터(25)를 구비할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 판 패키지(P) 내의 인젝터(25)의 위치는 실제로 판 패키지(P)의 외부 원주방향벽(19)으로부터 판 사이공간(3) 내로 연장하는 관통 구멍(20) 내에 수용되는 각각의 인젝터(25)마다 다소 임의적일 수도 있다. 이는 판형 열교환기의 설계자에 상당한 자유도를 허용한다. 실제로, 제1 입구 채널(9)은 생략될 수도 있다. 관통 구멍들은 하나 초과의 제1 판 사이공간으로의 액세스를 제공하는 직경을 가질 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

각각의 인젝터(25)는 고도로 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나의 밸브(29)에 연결된다. 밸브(29)는 인젝터(25)로의 제1 유체의 공급을 제어하도록 배열된다. 복수의 인젝터(25)는 하나의 단일 밸브(29)에 연결되어 이에 의해 제어될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 밸브(29)는 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 판형 열교환기(1)는 이와 같이 작동 파라미터 및 작동 조건에 대한 입력을 제어기에 제공하기 위한 하나 또는 다수의 센서(도시 생략)를 구비할 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 모니터링을 위한 통상의 파라미터는 온도 및 압력이다.

이제, 도 10을 참조하면, 판 패키지(P)의 다른 실시예가 고도로 개략적으로 도시되어 있다. 제1 입구 채널은 판 패키지(P)의 하나의 주연측을 따라 연장하는 입구 챔버(41)에 의해 대체되어 있다. 개시된 실시예에서, 입구 챔버(41)는 코너부와 같은 판 패키지(P)의 부분에 연결되고 이에 의해 판 패키지(P)와 케이싱(40) 사이의 관통 채널(42)을 형성하는 케이싱(40)에 의해 형성된다. 이와 같이 생성된 입구 챔버(41)는 각각의 제1 판 사이공간(3)과 연통한다. 케이싱(40)은 판 패키지(P)에 영구적으로 연결되거나 그에 착탈 가능하다. 입구 챔버(41)는 판 패키지(P)의 임의의 부분을 따라 연장할 수도 있다.

개시된 실시예에서, 4개의 인젝터(25)는 입구 챔버(41) 내에 배열되고, 각각의 인젝터(25)는 제1 판 사이공간(3)의 각각 또는 하나 초과에 제1 유체를 공급하도록 배열된다. 인젝터(25)는 케이싱(40)의 벽부(43) 내의 관통 구멍(20) 내에 수용된다. 관통 구멍(20)은 케이싱(40)의 외부로부터 입구 챔버(41)의 내부로 연장한다. 인젝터(25)는 또한 입구 챔버(41)의 내부에 배열될 수도 있다(도시 생략). 인젝터(25)는 입구 챔버(41) 내에 또는 입구 챔버를 따라 분배된 하나 또는 다수의 열로 배열될 수도 있다. 각각의 인젝터(25)는 제1 및 제2 열교환기판(3, 4)의 일반적인 평면(16)과 본질적으로 평행하게 제1 유체의 그 유동을 지향할 수도 있다. 이에 의해, 제1 유체의 액적의 유동 방향의 임의의 과도한 변화 및 이에 의해 불필요한 압력 강하가 감소되거나 심지어 제거된다.

각각의 인젝터(25)는 고도로 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나의 밸브(29)에 연결될 수도 있다. 밸브(29)는 인젝터(25)로의 제1 유체의 공급을 제어하도록 배열될 수도 있다. 다수의 인젝터(25)가 하나의 동일한 밸브(29)에 연결될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 밸브(29)는 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 판형 열교환기(1)는 이와 같이 작동 파라미터 및 작동 조건에 대한 입력을 제어기에 제공하기 위한 하나 또는 다수의 센서(도시 생략)를 구비할 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 모니터링을 위한 통상의 파라미터는 온도 및 압력이다.

입구 챔버(41)는 하나 또는 다수의 격벽(45)에 의해 섹션(60)으로 분할될 수도 있다. 각각의 섹션은 개시된 실시예에서 2개의 인젝터(25)를 포함하고, 2개의 인젝터(25)는 인젝터의 하나의 그룹(61)을 형성한다.

이제, 도 11 및 도 12를 참조하면, 이와 같이 형성된 열교환기판(A) 및 판 패키지(P)의 일 실시예가 도시되어 있다. 열교환기는 하나 초과의 유형의 열교환기판을 포함할 수도 있지만, 단지 하나의 유형만이 개시되어 있다. 판 패키지(P)는 제1 판 사이공간(3)이 각각의 쌍의 인접한 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B) 사이에 형성되고 제2 판 사이공간(4)이 각각의 쌍의 인접한 제2 열교환기판(B)과 제1 열교환기판(A) 사이에 형성되는 방식으로 나란히 배열된 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 적층체를 포함한다. 제1 판 사이공간(3) 및 제2 판 사이공간(4)은 서로 분리되고, 판 패키지(P) 내에 교번적인 순서로 나란히 제공된다. 실질적으로, 각각의 열교환기판(A)은 적어도 제1 포트홀(8) 및 제2 포트홀(도시 생략)을 갖고, 여기서 제1 포트홀(8)은 제1 판 사이공간(3)으로의 제1 입구 채널(9)을 형성하고, 제2 포트홀은 제1 판 사이공간(3)으로부터의 제1 출구 채널(도시 생략)을 형성한다. 각각의 열교환기판(A)은 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(16)의 견지에서 각도를 갖는, 그 원주방향 에지부(78)를 따른 주연 원주방향 만곡 플랜지(14)를 갖는다. 플랜지(14)는 개별적인 열교환기판(A, B)을 결합하여 적층체(2)를 형성할 때 연결면으로서 사용된다. 열교환기판(A, B)은 바람직하게는 예를 들어 브레이징, 용접, 접착제 또는 접합에 이해 서로 영구적으로 결합된다.

제1 입구 채널(9)을 형성하는 포트홀(8)은 하부 코너부(71)에 배열된다. 개시된 실시예에서, 관통 구멍(8)은 긴 측면(76) 및 짧은 측면(77)을 갖는 본질적으로 직사각형 형상을 갖지만, 다른 기하학적 형상이 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 본질적으로 직사각형 포트홀(8)은 긴 측면(76)을 따라 연장하는 길이(X) 및 짧은 측면(77)을 따라 연장하는 높이(Z)를 갖는다. 긴 측면(76)은 열교환기판의 일 에지를 따라, 개시된 실시예에서 열교환기판(A)의 더 짧은 하부 에지(70)를 따라 연장한다. 하부 단부 코너부(71) 내의 위치와 함께 본질적으로 직사각형 형상은 열교환기판(A)의 절결된 재료의 최소화를 허용하며, 이는 열교환기판(A)의 더 큰 열전달 영역(18)을 허용한다. 또한, 포트홀(8)은 열교환기판(A)의 하부 에지(70)로부터 거리(Y) 상에 배열된다. 거리(Y)는 바람직하게는 열교환기판(A)의 가능한 한 큰 부분을 열교환에 이용하도록 가능한 한 작게 유지되어야 한다.

열교환기판(A)은 종방향 포트홀(8)의 긴 측면(76)에 인접하여 그리고 이를 따라 연장하는 적어도 하나의 제1 돌출부(73) 및 포트홀(8)의 짧은 측면(77)으로부터 및 원주방향 에지부(78)로부터 먼쪽으로 연장하는 적어도 2개의 제2 돌출부(74)를 그 패널면(75)에 포함한다. 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B)을 영구적으로 결합할 때, 적어도 하나의 제1 돌출부(73)는 포트홀(8)의 긴 측면(76)을 따른 밀봉부(79)를 형성하도록 배열된다.

포트홀(8)의 짧은 측면(77)으로부터 원주방향 에지부(78)로부터 먼쪽으로 연장하는 적어도 2개의 제2 돌출부(74)는 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B)을 영구적으로 결합할 때, 이와 같이 영구적으로 결합된 열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(16)을 따라 연장하는 터널(80)을 경계 한정하도록 배열된다. 이와 같이 형성된 터널(80)은 열교환기판(A, B)의 열전달면 영역(18)을 향해 그리고 이를 가로질러 원하는 방식으로 제1 유체의 유동을 분배하도록 배열된다. 전형적인 유동은 화살표에 의해 고도로 개략적으로 도시된다.

제1 및 제2 돌출부(73, 74)는 프레싱된 기하학적 형상일 수도 있고, 또는 이들 돌출부들은 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 영구적인 결합을 허용하는 돌출부의 구성을 위해 그에 배열된 재료일 수도 있다. 이러한 재료의 예는 용접 재료, 브레이징 재료, 접착제 등이다.

복수의 이와 같이 형성된 열교환기판(A, B)이 적층되고 개별적으로 결합되어 판 패키지(P)를 형성할 때, 직사각형 포트홀(8)들은 이와 같이 형성된 판 패키지(P)를 따라 일 방향으로 연장하는 제1 입구 채널(9)을 함께 형성할 것이다.

개별적인 열교환기판(A, B)의 플랜지(14)에 의해 이와 같이 형성된 판 패키지(P)의 원주방향 외부벽부(13)는 적어도 하나의 관통 구멍(20)을 구비한다. 관통 구멍(20)은 바람직하게는 열교환기판들의 일반적인 평면(16)과 평행하게 연장하는 종방향 중심축을 갖는다.

각각의 관통 구멍(20)은 노즐(26)을 갖는 인젝터(25)를 수용하도록 배열된다. 노즐(26)은 제1 입구 채널(9) 내로의 그리고 복수의 제1 판 사이공간(3) 내로의 제1 유체의 분배를 허용하는 본질적으로 팬 형상의 스프레이 패턴(30)을 제공하도록 배열될 수도 있다. 제1 입구 채널(9)의 종방향 연장부를 따라 인젝터(25)의 열을 배열하는 것이 바람직하다. 전술된 이전의 실시예들과 같이, 각각의 인젝터(25)는 하나의 밸브(도시 생략)에 연결될 수도 있다. 또한, 이전의 실시예에서와 같이, 복수의 이러한 밸브는 제어기(도시 생략)에 연결될 수도 있다.

포트홀(8)의 길이(X)는 인젝터(25)와 그 노즐(26)의 스프레이 각도와 함께 스프레이 패턴이 판 패키지(P) 내의 요구된 수의 판 사이공간(3)을 덮게 하도록 구성된다. 직사각형 포트홀(8)의 폭(Z)은 좁지만 터널(80) 사이의 유체 분배를 허용하도록 구성되는 것이 바람직하다.

열교환기판(A)의 대응 하부 단부 코너(71)의 반경(R)은 포트홀(8) 및 그 관통 구멍(20)이 열교환기판(P) 상에 가능한 한 낮게 위치되어 이에 의해 열교환기판의 가능한 한 큰 부분을 열교환에 이용하도록 가능한 한 작게 구성되는 것이 바람직하다.

비한정적인 예로서, 열교환기판(A, B)은 이하의 치수: X 35 mm, Z 12 mm, Y 8 mm를 갖는 포트홀(8)을 구비할 수도 있다. 또한, 열교환기판(A)의 대응 코너부(71)의 반경은 5 mm일 수도 있다. 그러나, 치수들은 열교환기판들의 전체 크기에 따르는 것이 이해되어야 한다.

일반적으로, 어떠한 실시예에서도, 인젝터(25)는 판 패키지(P)의 외부로부터 제1 입구 채널(9)로 또는 입구 챔버(41)로의 연장부를 갖는 관통 구멍(20) 내에 배열된다. 관통 구멍(20)은 소성 재성형에 의해, 절삭에 의해 또는 드릴링에 의해 형성될 수도 있다. 용어 소성 재성형은 열적 드릴링과 같은 비절삭 소성 재성형을 칭한다. 열적 드릴링은 또한 플로우 드릴링(flow drilling), 마찰 드릴링(friction drilling) 또는 폼 드릴링(form drilling)으로서 공지되어 있다. 절삭 또는 드릴링은 절삭 공구에 의해 행해질 수도 있다. 절삭은 또한 레이저 또는 플라즈마 절삭에 의해 행해질 수도 있다.

개시된 실시예에서, 각각의 인젝터(25)는 하나의 단일의 또는 복수의 제1 판 사이공간(3)으로의 제1 유체의 유동을 공급한다. 이하, 인젝터(25)의 다수의 상이한 패턴이 예시될 것이다.

인젝터(25)는 부채(fan)형 스프레이 패턴(30)을 제공하는 노즐(26)을 구비할 수도 있다(도 6 참조). 따라서, 최종 스프레이 패턴(도 13 참조)은 제1 입구 채널(9)의 내부 봉입벽(31)과 같은 표면 상에 투영될 때, 본질적으로 직사각형 투영 영역(32)이다. 인젝터(25)들은 2개의 인접한 노즐(26)의 스프레이 패턴이 중첩부(33)를 제공하도록 하는, 제1 입구 채널(9)을 따른 상호 사이공간 및 입구 채널(9)의 내부 봉입벽(31)까지의 거리를 갖도록 배열될 수도 있다. 중첩부(33)에 의해, 제1 유체의 실질적으로 균등한 분배가 복수의 제1 판 사이공간(3)을 가로질러 제공될 수도 있다. 일반적으로, 중첩하는 스프레이 패턴의 용도는 토출된 유체 내에 포함된 개별적인 액적의 확산에 기인하여 스프레이 패턴의 주연부에서의 흐려짐을 보상하기 위한 것이다. 중첩부(33)는 10 내지 70%, 더 바람직하게는 20 내지 60%의 범위로 설정될 수도 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 인젝터(25)가 2개의 열(R1, R2)로 나란히 배열되어 있는 다른 실시예가 도시되어 있다. 도시된 스프레이 패턴은 본질적으로 원추형 스프레이 패턴(36)(도 8 참조)을 각각 제공하는 노즐(26)을 구비한 인젝터(25)의 결과이고, 이에 의해 최종 투영 영역은 원(37)이 될 것이다. 2개의 열(R1, R2)이 도시되어 있지만, 2개 초과의 열(R1, R2)이 적용 가능하고, 또는 단지 하나의 열(R1, R2)이 적용 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 개시된 실시예에서, 제1 열(R1)의 인젝터(25)는 제2 열(R2)의 인젝터의 견지에서 상호 변위되는 것으로 도시되어 있다. 또한, 투영된 스프레이 패턴은 중첩부(33)를 구비한다.

도시된 실시예에서, 적어도 2개의 인젝터(25)는 제1 입구 채널(9)의 종방향 연장부를 횡단하는 봉입면의 단면에서 볼 때 제1 입구 채널(9)의 내부 봉입면(31)의 부분을 거쳐 제1 판 사이공간(3)으로 유체의 유동을 지향하도록 제1 입구 채널(9) 내에 배열된다. 선택된 부분은 제1 입구 채널에 인접한 임의의 분배기의 제공 및 위치, 공급된 제1 유체의 압력 및 개별적인 열교환기판 내의 임의의 표면 패턴과 같은 다수의 팩터에 의존한다. 제1 유체의 유동은 예로서 제1 유체의 채널의 하부 부분으로 지향될 수도 있고, 이에 의해 제1 판 사이공간에 진입할 때 제1 유체는 열교환기판의 본질적으로 전체 열전달면을 가로질러 분배될 수도 있다. 또한, 이는 단지 일 비한정적인 예일 뿐이라는 것이 이해되어야 한다. 인젝터의 하나의 열은 봉입면의 단면의 일 부분을 덮도록 지향될 수도 있고, 반면에 인젝터의 다른 열은 봉입면의 단면의 다른 부분을 덮도록 지향될 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

적어도 2개의 인젝터(25)는 제1 입구 채널(9) 내에, 입구 챔버 내에 또는 제1 판 사이공간(3) 내에서 임의의 임의적인 방향에서 제1 유체의 공급을 지향하도록 배열될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 유동은 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(16)과 본질적으로 평행한 방향으로 지향되는 것이 바람직하다. 본 발명은 포트홀(8) 및 이에 의해 직사각형 열교환기판(A, B)의 코너에 배열된 제1 입구 채널(9)을 갖는 것으로 본 명세서에 전체에 걸쳐 도시되고 개시되어 있다. 그러나, 다른 기하학적 형상 및 위치가 보호의 범주 내에서 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 포트홀(8)은 원형 또는 직사각형 구멍으로서 도시되고 개시되어 있다. 또한 다른 기하학적 형상이 보호의 범주 내에서 가능하다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명은 판 패키지가 열교환기판 및 상부 및 하부 단부판을 통해 연장하는 타이-볼트(tie-bolt)에 의해 함께 유지되는 유형의 판형 열교환기(도시 생략)에 또한 적용 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 후자의 경우에, 가스켓이 열교환기판들 사이에 사용될 수도 있다. 본 발명은 또한 쌍-방식으로 영구적으로 결합된 열교환기판을 포함하는 판형 열교환기에 적용 가능하고, 여기서 각각의 쌍은 카세트를 형성한다. 이러한 해결책에서, 가스켓은 각각의 카세트 사이에 배열될 수도 있다.

본 발명은 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 부분적으로 전술되어 있는 이하의 청구범위의 범주 내에서 변경되고 수정될 수도 있다.

Claims (17)

1. 제1 판 사이공간(interspace)(3)이 각각의 쌍의 인접한 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B) 사이에 형성되고, 제2 판 사이공간(4)이 각각의 쌍의 인접한 제2 열교환기판(B)과 제1 열교환기판(A) 사이에 형성되는 방식으로 서로 결합되고 나란히 배열된 다수의 제1 열교환기판(A) 및 다수의 제2 열교환기판(B)을 포함하는 판 패키지(P)를 포함하고, 상기 제1 판 사이공간(3) 및 제2 판 사이공간(4)은 서로 분리되고 적어도 하나의 판 패키지(P) 내에 교번적인 순서로 나란히 제공되는 판형 열교환기로서,
   각각 적어도 하나의 판 패키지(P) 내의 제1 판 사이공간(3) 중 적어도 하나에 제1 유체를 공급하도록 배열되고, 제1 판 사이공간(3) 또는 연통하는 제1 판 사이공간들의 그룹을 형성하는 벽부(19, 43, A, B) 내의 관통 구멍(20) 내에 배열되는 적어도 2개의 인젝터(25)를 가지며,
   관통 구멍은 판 패키지(P)의 외부로부터 연장하고 소성 재성형에 의해 형성되고,
   적어도 하나의 밸브(29)가 적어도 2개의 인젝터(25)로의 제1 유체의 공급을 제어하도록 배열되고,
   적어도 2개의 인젝터(25)는 노즐(26)을 구비하고, 이에 의해 인젝터(25)의 하나의 열(R) 내의 또는 인젝터(25)의 2개의 인접한 열(R) 내의 2개의 인접한 노즐(26)의 스프레이 패턴은 10 내지 70%의 중첩부를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 실질적으로 각각의 열교환기판(A, B)은 적어도 제1 포트홀(8)을 갖고, 제1 포트홀(8)은 제1 판 사이공간(3)으로의 제1 입구 채널(9)을 형성하고, 적어도 2개의 인젝터(25)는 제1 입구 채널(9) 내에 또는 제1 입구 채널(9)의 벽부(19) 내에 배열되고, 각각의 인젝터(25)는 제1 판 사이공간(3)들 중 하나 초과에 제1 유체를 공급하도록 배열되는 판형 열교환기.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 입구 채널(9)은 적어도 2개의 섹션(60)으로 분할되고, 복수의 제1 판 사이공간(3)은 적어도 2개의 그룹(61)으로 분할되고, 각각의 그룹은 하나 초과의 인접한 제1 판 사이공간(3)을 포함하고, 각각의 그룹(61)은 제1 입구 채널(9)의 섹션(60)과 연통하여 배열되고, 제1 입구 채널(9)의 각각의 섹션(60)은 적어도 하나의 인젝터(25)를 포함하는 판형 열교환기.
4. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 인젝터(25)는 입구 챔버(41) 또는 입구 챔버를 형성하는 벽부(43) 내에 배열되고, 입구 챔버(41)는 판 패키지(P) 내의 제1 판 사이공간(3) 중 적어도 2개와 연통하여 배열되고, 각각의 인젝터(25)는 판 패키지(P) 내의 제1 판 사이공간(3)들 중 하나 초과에 제1 유체를 공급하도록 배열되는 판형 열교환기.
5. 제4항에 있어서, 입구 챔버(41)는 적어도 2개의 섹션(60)으로 분할되고, 복수의 제1 판 사이공간(3)은 적어도 2개의 그룹(61)으로 분할되고, 각각의 그룹은 하나 초과의 인접한 제1 판 사이공간(3)을 포함하고, 각각의 그룹은 입구 챔버의 섹션(60)과 연통하여 배열되고, 이에 의해 입구 챔버의 각각의 섹션은 적어도 하나의 인젝터(25)를 포함하는 판형 열교환기.
6. 제4항에 있어서, 적어도 2개의 인젝터(25)는 하나 또는 다수의 열로 배열되는 판형 열교환기.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 인젝터(25)는 입구 챔버(41) 또는 제1 입구 채널(9)의 종방향 연장부와 평행하게 연장하는 적어도 2개의 열(R)로 나란히 배열되는 판형 열교환기.
8. 제1항에 있어서, 각각의 제1 판 사이공간(3)은 인젝터(25)를 포함하고, 인젝터는 각각의 제1 판 사이공간(3)을 형성하는 벽부(19, 43, A, B) 내에 배열되는 판형 열교환기.
9. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 판 패키지(P) 내의 열교환기판(A, B)은 브레이징, 용접, 접착제 또는 접합을 통해 서로 연결되는 판형 열교환기.
10. 삭제
11. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 인젝터(25)는 그에 의한 제1 유체의 공급을 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(16)과 본질적으로 평행하게 지향하도록 배열되는 판형 열교환기.
12. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 제1 판 사이공간(3) 또는 연통하는 제1 판 사이공간들의 각각의 그룹은 적어도 2개의 인젝터(25)를 포함하고, 각각의 인젝터는 개별적인 밸브(29)와 협동하도록 배열되는 판형 열교환기.
13. 삭제
14. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 밸브(29)는 제어기와 협동하도록 배열되는 판형 열교환기.
15. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 판형 열교환기에 사용되는 열교환기판으로서,
    열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(18) 내에서 연장하고 원주방향 에지부(78)에 의해 경계 한정된 열전달면 영역(18)을 포함하고, 상기 열교환기판(A)은 그의 코너부(71)에 긴 측면(76) 및 짧은 측면(77)을 갖는 포트홀(8)을 포함하고, 긴 측면(76)은 열교환기판(A)의 에지를 따라 연장하고, 상기 열교환기판(A)은 그의 열전달면 영역(18)에 포트홀(8)의 긴 측면(76)에 인접하고 그를 따라 연장하는 적어도 하나의 제1 돌출부(73) 및 포트홀(8)의 짧은 측면(77)으로부터 원주방향 에지부(78)로부터 먼쪽으로 연장하는 적어도 2개의 제2 돌출부(74)를 더 포함하는 열교환기판.
16. 제15항에 있어서, 적어도 하나의 제1 돌출부(73)는 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B)을 영구적으로 결합할 때, 포트홀(8)의 긴 측면(76)의 적어도 일부를 따른 밀봉부(79)를 형성하도록 배열되는 열교환기판.
17. 제15항에 있어서, 적어도 2개의 제2 돌출부(74)는 제1 열교환기판(A)과 제2 열교환기판(B)을 영구적으로 결합할 때, 이와 같이 영구적으로 결합된 제1 및 제2 열교환기판(A, B)의 일반적인 평면(16)을 따라 연장하는 터널(80)을 경계 한정하도록 배열되는 열교환기판.

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