KR102049353B1 - 열교환용 이중관 - Google Patents

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이길남
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고진원
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콘티테크플루이드코리아유한회사
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Abstract

열교환용 이중관이 개시된다. 열교환용 이중관은: 둘레면에 나선 궤적을 따라 교대로 형성된 산부와 골부를 가지고 제1 유체가 관통 유동하도록 안내하는 스파이럴 파이프; 축 방향으로 삽입되는 스파이럴 파이프를 수용하고 제2 유체가 제1 유체와 열교환되도록 제2 유체가 스파이럴 파이프의 둘레면을 따라 축 방향으로 유동하도록 안내하는 외부 파이프; 및 스파이럴 파이프의 둘레면에 형성된 골부에서 제2 유체의 잔류 시간을 증가시키고 이웃한 산부를 지지하기 위해 스파이럴 파이프 또는 골부에 돌출 형성되는 저항부재를 포함한다.
상기 열교환용 이중관은 통상적인 이중관과는 달리, 스파이럴 파이프의 스파이럴 형상 덕분에 외부 파이프 내측에 흐르는 제2 유체의 잔류시간을 증가시키기 위해, 외부 파이프의 내측을 유동하는 제2 유체와 외부 파이프에 축 방향으로 삽입되는 스파이럴 파이프의 내측을 유동하는 제1 유체 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있고; 스파이럴 파이프의 골부에 상기 골부의 나선 궤적을 따라 그루브를 형성하여 제2 유체의 유동 방향성을 향상시킬 수 있고; 제2 유체의 압력을 감소시키기 위해, 내부 파이프 및 외부 파이프의 단부 조인트 사이에 형성된 공간을 확장시켜 유동을 야기하는 소음을 저감시킬 수 있고; 그리고 골부에 저항부재를 돌출시켜 제2 유체의 잔류 시간을 증가시킴으로써 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

열교환용 이중관 {DOUBLE TUBE FOR HEAT-EXCHANGE}
본 발명은 일반적인 열교환용 이중관에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 외부 파이프(outer pipe)와 스파이럴 파이프(spiral pipe) 사이로 유동되는 제2 유체와 스파이럴 파이프 외면 사이의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 외부 파이프에 축 삽입된 스파이럴 파이프 내측을 통하여 유동하는 제1 유체와 제2 유체 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 스파이럴 파이프의 골부(valleys)에 그 나선 궤적을 따라 그루브(groove)를 형성하여 상기 제2 유체의 유동 방향성을 향상시킬 수 있으며, 상기 제2 유체의 압력을 감소시키기 위해 외부 파이프의 끝단 조인트부와 내부 파이프 사이의 공간을 확장시켜 유체 유발 소음을 저감시킬 수 있고, 상기 제2 유체의 잔류 시간을 증가시키기 위해 골부로부터 돌출한 저항부재를 통하여 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 열교환용 이중관에 관한 것이다.
일반적으로 이중관은, 내부파이프와, 상기 내부파이프와 외부파이프 사이에서 유로를 형성하도록 상기 내부파이프의 외주면을 둘러싸는 외부파이프를 포함한다. 이러한 구조의 이중관은 내부파이프 내에 흐르는 제1 유체와 내부파이프와 외부파이프 사이의 유로를 흐르는 제2 유체 간의 열교환을 허용한다.
이로 인해, 이중관은 자동차용 공기조화장치의 증발기 출구의 저온 저압의 냉매가 응축기 출구의 고온 고압의 냉매와 열교환함으로써, 증발기로 들어가는 냉매의 과냉도를 증가시켜 공기조화장치의 냉방성능을 향상시키는 액체 과냉각 시스템에 적용된다. 이러한 액체 과냉각 시스템에서, 냉매는 압축기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기 → 압축기로 순환하며 흐르며, 증발기 출구의 냉매와 응축기 출구(증발기 입구)의 냉매를 상호 열교환시키기 위하여 이중관이 적용된다.
이러한 이중관의 기술의 예로 대한민국 공개특허 제10-2012-0007799호의 이중관 연결구조가 개시된 바 있다.
기존 열교환용 이중관은 제2 유체의 유동 동안 충분한 전열 면적을 확보할 수가 없어 열교환 효율이 저하되는 문제점을 가진다. 이를 방지하기 위해, 내부파이프를 스파이럴 형상으로 형성하여 열 교환 면적을 증가시켜 열효율을 향상시키는 방법이 제안되어 왔다. 그러나, 상기 방법에 의해 열 교환 효율을 향상시키는 데에는 한계가 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 하나의 양태는 외부 파이프에 스파이럴 파이프를 축 삽입하여 상기 스파이럴 파이프의 스파이럴 형상에 의해 외부 파이프 내측에 흐르는 제2 유체의 잔류시간을 증가시킴으로써 열교환 효율을 향상시키는 열교환용 이중관을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 양태는 스파이럴 파이프 둘레면에 나선 형상인 골부를 따라 적어도 세 개의 그루브를, 바람직하게는 적어도 네 개의 그루브를 형성하여 제2 유체의 유동 방향성을 향상시킴으로써 유체가 더욱 안정적으로 유동되어 열교환 효율을 더욱 향상시키는 열교환용 이중관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 유입 및 유출시의 유체의 압력을 저감시키기 위해 외부 파이프 양측 단부의 조인트 부위 직경을 증가시킴으로써 상기 외부 파이프와 내부 파이프와의 공간을 확장시키고, 그렇게 함으로써 유체 유동 소음을 줄이는 열교환용 이중관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 스파이럴 파이프의 골부로부터 돌출하는 저항부재를 포함하여 제2 유체의 잔류 시간을 증가시킴으로써 열교환 효율을 더욱 향상시키는 열교환용 이중관을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 또 다른 양태는 스파이럴 파이프의 산부(ridge)에 인접한 저항부재를 포함하여 상기 스파이럴 파이프의 산부의 휘어지는 변형(warpage)을 방지함으로써 스파이럴 파이프의 내구성을 향상시키는 열교환용 이중관을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 열교환용 이중관은: 둘레면에 나선 궤적을 따라 교대로 형성된 산부와 골부를 가지고, 제1 유체가 이를 통해 유동하도록 안내하는 스파이럴 파이프; 축 방향으로 삽입되는 상기 스파이럴 파이프를 수용하고 제2 유체가 상기 제1 유체와 열교환되도록 상기 제2 유체가 상기 스파이럴 파이프의 둘레면을 따라 축 방향으로 유동하도록 안내하는 외부 파이프; 및 상기 스파이럴 파이프의 둘레면에 형성된 골부에서 제2 유체의 잔류 시간을 증가시키고 이웃한 상기 산부를 지지하기 위해, 상기 스파이럴 파이프 또는 상기 골부에 돌출 형성되는 저항부재를 포함한다.
열교환용 이중관은: 상기 스파이럴 파이프의 양측에 연결되어 상기 제1 유체가 관통 유동하도록 허용하는 내부 파이프; 및 상기 스파이럴 파이프와 상기 내부 파이프의 연결부위에 배치되고, 상기 외부 파이프보다 큰 직경을 가지도록 상기 외부 파이프의 양측에서 구비되는 확관 조인트부를 더 포함할 수 있고, 상기 확관 조인트부(pipe expansion joint)는 상기 내부 파이프들 중 대응되는 파이프에 대해 밀봉 처리되며, 상기 제2 유체의 유입과 유출을 위한 포트들을 각각 구비한다.
상기 골부 각각은 상기 제2 유체의 흐름 방향성을 향상시키면서 상기 제2 유체와 상기 스파이럴 파이프의 접촉 면적을 증가시키기 위해 상기 골부의 나선 궤적을 따라 적어도 세 개의 그루브(groove)를, 바람직하게는 적어도 네 개의 그루브(groove)를 형성할 수 있다. 저항부재는 상기 적어도 세 개의 그루브, 바람직하게는 적어도 네 개의 그루브 중 외측에 위치한 두 개의 그루브를 제외한 나머지 그루브들에 걸쳐 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.
상기 확관 조인트부 각각은 상기 외부 파이프의 직경보다 크게 형성되고 상기 외부 파이프에 일체로 연결되는 확관부를 포함할 수 있다. 상기 확관부는 제1 확관부 및 상기 제1 확관부로부터 돌출하며 평탄화된 윗면을 가지는 제2 확관부를 포함할 수 있다. 상기 평탄화된 윗면은 상기 평탄화된 윗면의 내측에 공간확장부를 형성하고 상기 포트의 용접성을 향상시키기 위해 상기 확관부의 곡률진 둘레면을 평면가공함으로써 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환용 이중관은 종래 기술과 달리 외부 파이프에 스파이럴 파이프를 축 삽입하여 외부 파이프 내측의 제2 유체의 잔류 시간을 증가시킴으로써 스파이럴 파이프 내측을 유동하는 제1 유체와 외부 파이프와 스파이럴 파이프 사이로 유동하는 제2 유체와의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명에 따르면, 열교환용 이중관은 제2 유체가 더욱 안정적으로 유동하는 것을 허용하기 위해 상기 골부의 나선 형상을 따라 스파이럴 파이프의 둘레면에 형성된 적어도 세 개의, 바람직하게는 네 개의 그루브를 포함하여 제2 유체의 유동 방향성을 향상시킴으로써 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 열교환용 이중관은 유입 및 유출시의 유체의 압력을 저감시키기 위해 외부 파이프끼리를 연결하는 확관 조인트부의 직경을 증가시킴으로써 외부 파이프와 내부 파이프와의 공간을 확장시킴으로써 유체 유동 소음을 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면, 열교환용 이중관은 산부와 인접한 저항부재를 통해 스파이럴 파이프의 산부의 휘어지는 변형을 방지함으로써 스파이럴 파이프의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환용 이중관의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환용 이중관의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 3의 요부 확대도이다.
도 5는 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄화된 윗면의 평면도이다.
도 7은 도 6의 상기 평탄화된 윗면의 사시도이다.
도 8은 도 3에 나타난 저항부재의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 열교환용 이중관의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환용 이중관의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환용 이중관의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 4는 도 3의 요부 확대도이고, 도 5는 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄화된 윗면의 평면도이다.
도 7은 도 6의 상기 평탄화된 윗면의 사시도이고, 도 8은 도 3에 나타난 저항부재의 확대도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환용 이중관(100)은 내부 파이프(inner pipe, 112, 114), 스파이럴 파이프(spiral pipe, 120), 확관 조인트부(132, 134) 및 외부 파이프(outer pipe, 140)를 포함한다.
본 발명에 따른 열교환용 이중관(100)은 팽창밸브로 유입되는 제2 유체의 온도를 낮춰 기화 효율을 향상시키면서, 압축기로 유입되는 제1 유체의 온도 상승을 통해 압축기의 부하를 줄이도록 차량용 공기조화장치의 증발기 출구의 냉매(제1 유체)와 상기 공기조화장치의 응축기 출구의 냉매(제2 유체) 사이에 열교환하는 것을 허용한다.
특히, 외부 파이프(140)는 관 형상으로 형성되고, 응축기 출구에서 고온 고압의 유체(제2 유체)가 관통 유동하는 것을 허용한다.
내부 파이프(112,114)는 관 형상으로 형성되고, 증발기 출구에서 저온 저압의 유체(제1 유체)가 관통 유동하는 것을 허용하고, 외부 파이프(140)에 삽입된다.
이에 따라, 내부 파이프(112,114)와 외부 파이프(140)의 사이 공간으로는 응축기 출구의 고온 고압의 제2 유체가 유동한다.
즉, 본 발명에 따른 열교환용 이중관(100)은 내부 파이프(112,114)를 통하여 증발기 출구의 저온 저압의 제1 유체와 응축기 출구의 고온 고압의 제2 유체 사이의 열교환을 허용한다.
또한, 스파이럴 파이프(120)는 내부 파이프(112,114)를 서로 연결시키고, 그 둘레면에 나선 궤적을 따라 산부(122)와 골부(124)가 순서대로 형성된다.
아울러, 스파이럴 파이프(120)는 그 양측에 내부 파이프(112,114)가 연결된다. 즉, 제1 내부 파이프(112)는 스파이럴 파이프(120)의 일측에 연결되고, 제2 내부 파이프(114)는 스파이럴 파이프(120)의 타측에 연결된다. 물론, 스파이럴 파이프(120)는 제1 내부 파이프(112)의 일부 또는 제2 내부 파이프(114)의 일부에 형성될 수도 있다. 이에 따라, 제1 유체는 제1 내부 파이프(112), 스파이럴 파이프(120) 및 제2 내부 파이프(114)를 통해 유동하게 된다.
특히, 스파이럴 파이프(120)에는 산부(122)와 골부(124)를 교대로 형성되게 된다. 그리고, 제2 유체가 스파이럴 파이프(120)의 둘레면의 골부(124)를 따라 유동하므로, 외부 파이프(140)와 스파이럴 파이프(120) 내에서 상기 제2 유체가 잔류하는 시간이 증가되고, 그렇게 함으로써 상기 제1 유체와 제2 유체 사이의 열교환 효율이 향상된다.
이때, 스파이럴 파이프(120)의 산부(122)는 외부 파이프(140)의 내측면에 연속되게 접할 수 있다. 결과적으로, 제2 유체는 스파이럴 파이프(120)의 골부(124)를 따라서 흐르도록 허용될 수 있다.
여기서, 제2 유체가 특정 방향으로 안정적으로 유동되도록, 산부(122)가 외부 파이프(140)의 내측면을 따라 연속되게 접한다.
그리고, 확관 조인트부(132,134)는 내부 파이프(112,114)와 스파이럴 파이프(120)의 연결부위에 각각 배치된다. 상기 확관 조인트부(132,134)는 대응되는 내부 파이프(112,114)의 둘레면에 대해 밀봉 처리되고, 제2 유체의 유입과 유출 각각을 위한 포트(133,135)가 구비된다.
즉, 제1 확관 조인트부(132)는 제1 내부 파이프(112)와 스파이럴 파이프(120)의 연결부위를 덮고, 제2 확관 조인트부(134)는 제2 내부 파이프(114)와 스파이럴 파이프(120)의 연결부위를 덮는다.
제1 확관 조인트부(132)는 제1 내부 파이프(112)의 원주 방향 둘레면을 따라 용접 등에 의해 밀봉 처리된다. 제2 확관 조인트부(134)는 제2 내부 파이프(114)의 원주 방향 둘레면을 따라 용접 등에 의해 밀봉 처리된다.
제1 확관 조인트부(132)와 제2 확관 조인트부(134)는 외부 파이프(140)에 연결된다. 이때, 외부 파이프(140)는 일 측에서 제1 확관 조인트부(132)와 일체로 형성될 수 있고, 타 측에서 제2 확관 조인트부(134)와 일체로 형성될 수 있다.
물론, 제1 확관 조인트부(132)와 제2 확관 조인트부(134)가 외부 파이프(140)에 용접 등에 의해 연결될 수도 있다.
이와 같이, 외부 파이프(140)는 스파이럴 파이프(120) 전체를 감싸도록 형성된다.
또한, 제1 확관 조인트부(132)는 응축기 출구의 고온 고압의 제2 유체를 공급받기 위해 제1 포트(133)를 가지고, 제2 확관 조인트부(134)는 팽창밸브 로 열교환된 제2 유체를 토출하기 위해 제2 포트(135)를 가진다.
그래서, 제1 포트(133)를 통해 유입되는 제2 유체는 외부 파이프(140)와 스파이럴 파이프(120) 사이의 공간에서 골부(124)를 따라 이동된 후 제2 포트(135)를 통해 배출된다.
이때, 제2 유체는 제1 내부 파이프(112), 스파이럴 파이프(120) 및 제2 내부 파이프(114)를 따라 유동되는 제1 유체와 열교환하게 된다. 즉, 제1 유체는 제2 유체와의 열교환을 통해 가열되고, 제2 유체는 제1 유체와의 열교환을 통해 냉각된다.
따라서, 내부 파이프(112, 114), 스파이럴 파이프(120) 및 외부 파이프(140)는 열전달율이 우수한 재질로 제작될 수 있다.
제1 확관 조인트부(132)와 제2 확관 조인트부(134)는 호환성을 위해 동일 형상으로 형성된다. 여기서, 제1 확관 조인트부(132)와 제2 확관 조인트부(134)는 확관부(137), 패킹부재(138) 및 커넥팅부재(139)를 포함한다.
확관부(137)는 제2 유체의 유동 노이즈 저감을 위해 외부 파이프(140)보다 큰 직경을 가진다. 이때, 확관부(137)는 제1 내부 파이프(112)와 스파이럴 파이프(120)의 연결부위 및 제2 내부 파이프(114)와 스파이럴 파이프(120)의 연결 부위를 각각 감싸게 형성된다. 물론, 확관부(137)는 스파이럴 파이프(120)의 축 방향으로 양 측에 배치될 수도 있다.
아울러, 확관부(137)는 외부 파이프(140)보다 더 큰 직경을 가진다.
즉, 확관부(137)와 스파이럴 파이프(120) 사이의 공간이 확장됨에 따라, 확관부(137)의 제1 포트(133)를 통해 제2 유체가 유입시, 제2 유체의 이송 압력과 이송 속도가 저감됨으로써, 유동 소음이 줄어들게 된다.
그리고, 확관부(137)와 스파이럴 파이프(120)의 공간이 확장되기 때문에, 확관부(137)의 제2 포트(135)를 통해 제2 유체가 배출되기 직전, 제2 유체의 임시 저장량이 증가되어, 안정적인 배출량이 확보될 수 있다.
확관부(137)는 제1 확관부(137a) 및 상기 제1 확관부(137a)로부터 돌출하는 제2 확관부(137b)를 포함할 수 있다.
또한, 패킹부재(138)는 제1 확관부(137a)의 일측에서 경사지게 연장되고(tapered) 제1 내부 파이프(112) 및 제2 내부 파이프(114) 중 대응되는 파이프의 둘레면에 연결되어 상기 면에 패킹 처리된다. 특히, 패킹부재(138)가 제1 확관부(137a)에서 서서히 하향 경사지게 형성됨에 따라, 제2 유체의 유동 저항이 감소함으로써, 유동 소음이 저감될 수 있다.
아울러, 커넥팅부재(139)는 제1 확관부(137a)의 타측에서 경사지게 연장되어 외부 파이프(140)에 연결된다. 이때, 커넥팅부재(139)는 그 테두리에서 외부 파이프(140)의 대응되는 테두리에 대하여 용접 등에 의해 밀봉된다. 그리고, 커넥팅부재(139)가 제1 확관부(137a)로부터 서서히 하향 경사지게 형성됨으로써, 제2 유체의 유동 저항이 감소하게 되어, 유동 소음이 저감될 수 있다.
앞서 설명했듯이, 제2 유체는 골부(124)를 따라 안정적으로 특정 방향으로 유동한다. 상기 제2 유체가 더욱 안정적으로 유동되는 것을 허용하기 위하여, 골부(124) 각각에는 상기 골부(124)의 나선 궤적을 따라 적어도 세 개의 그루브(groove, 126)를, 바람직하게는 적어도 네 개의 그루브가 구비될 수 있다.
특히, 복수 개의 그루브(126)는 제2 유체와 스파이럴 파이프(120)의 접촉 면적을 증가시키면서 제2 유체의 흐름 방향성을 향상시키기 위해, 서로 평행하게 형성된다.
이때, 그루브(126)의 형상, 개수 및 높이는 제한되지 않는다.
평탄화 공정에 의해, 확관 조인트부(132,134) 각각의 제2 확관부(137b)에는 곡률진 둘레면 중 제1 포트(133)를 형성한 부위 및 제2 포트(135)를 형성한 부위에 평탄화된 윗면(150)이 형성될 수 있다.
평탄화된 윗면(150)은 제1 포트(133)와 제2 포트(135)가 확관 조인트부(132,134)에 용접 등에 의해 각각 용이하게 결합되도록 제1 포트(133)와 제2 포트(135)의 둘레를 따라 확관 조인트부(132,134)의 둘레면을 평평하게 함으로써 형성될 수 있다.
즉, 제1 포트(133)와 제2 포트(135)는 대응되는 확관 조인트부(132,134)에 일부 삽입된 후 상기 평탄화된 윗면(150)상에서 용접 지그(도시하지 않음)를 2차원 상에서 이동시키면서 용접 가능함으로써, 용접이 용이하고, 용접 불량이 방지된다.
상기 평탄화된 윗면(150)을 제공함으로써, 공간확장부(152)는 상기 제2 확관부(137b)의 내측에 자연적으로 형성될 수 있다. 물론, 공간확장부(152)는 확관 조인트부(132,134) 각각의 내측면에 별도로 성형 처리될 수 있다.
공간확장부(152)는 제2 유체의 유동 저항을 더욱 감소시킬 수 있고, 이에 따라 유동 소음이 저감될 수 있다. 물론, 평탄화된 윗면(150)은 다양한 지그에 의해 가공 처리될 수 있다.
즉, 제2 확관부(137b)는 확관 조인트부(132,134)의 둘레면을 평면가공함으로써 상기 제2 확관부(137b)의 내측에 공간확장부(152)를 형성할 수 있고, 제1 포트(133) 및 제2 포트(135)는 상기 제1 포트(133) 및 제2 포트(135)의 둘레를 따라 평탄화된 윗면(150) 상에 용접될 수 있다. 그렇게 함으로써 용접 불량이 방지되고 용이한 용접을 허용할 수 있다. 열교환 성능은 스파이럴 파이프(120)의 골부(124) 간의 피치 또는 산부(122) 간의 피치의 증감을 통하여 조절될 수 있다.
특히, 골부(124)의 그루브(126)의 개수가 증가함에 따라, 산부(122)와 외부 파이프(140) 간의 간격이 좁혀지거나, 또는 외부 파이프(140)의 원주 방향으로 산부(122)의 폭이 증가되고, 그렇게 됨으로써, 유동 소음이 저감될 수 있다.
한편, 산부(122)와 외부 파이프(140) 간의 간격 또는 산부(122)의 폭은 값이 커질수록 소음저감은 더욱 향상된다. 그러나 산부(122)와 외부 파이프(140) 간의 간격의 증가에 따른 산부(122)의 폭의 증가는 제2 유체가 고온 고압 상태에서 골부(124)를 통하여 흐를 때 제2 유체의 재팽창을 유발하거나 또는 유로에서 압력 손실을 증가시킬 수 있다. 따라서, 외부 파이프와 산부(122) 사이에서의 간격에 대한 제2 유체를 위한 유로 단면적의 비를 적절하게 조정하는 것이 필요하다.
그리고, 저항부재(160)는 골부(124)로부터 돌출 형성될 수 있다. 저항부재(160)는 이웃한 산(122)과 산(122) 사이에서 돌출되고, 형상 및 개수는 제한되지 않는다.
저항부재(160)는 이웃한 산부(122)를 지지하면서 골부(124)를 따라 유동되는 제2 유체의 잔류 시간을 증가시키는, 역할을 한다.
물론, 저항부재(160) 사이의 간격은 제한되지 않는다.
이때, 스파이럴 파이프(120)에는 나선 궤적을 따라 골부(124)와 그루브(126)를 비연속되게 형성됨으로써, 저항부재(160)가 자연적으로 형성된다. 특히, 저항부재(160)는 산부(122)보다 작은 높이를 가져 제2 유체의 유동을 허용할 필요가 있다.
이에 따라, 저항부재(160)는 상부측이 일부 면취 성형될 수 있다. 물론, 저항부재(160)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 이중관 112,114: 제1, 2 내부 파이프
120: 스파이럴 파이프 122: 산부
124: 골부 126: 그루브
132,134: 제1, 2 확관 조인트부
133,135: 제1, 2포트 137: 확관부
137a, 137b: 제1, 2 확관부
138: 패킹부재 139: 커넥팅부재
140: 외부 파이프 150: 평탄화된 윗면
152: 공간확장부 160: 저항부재

Claims (8)

  1. 둘레면에 나선 궤적을 따라 교대로 형성된 산부와 골부를 가지고 제1 유체가 관통 유동하도록 안내하는 스파이럴 파이프;
    축 방향으로 삽입되는 스파이럴 파이프를 수용하고 제2 유체가 제1 유체와 열교환되도록 제2 유체가 스파이럴 파이프의 둘레면을 따라 축 방향으로 유동하도록 안내하는 외부 파이프;
    상기 스파이럴 파이프의 양측에 연결되어 상기 제1 유체의 흐름이 관통 유동되도록 허용하는 내부 파이프들; 및
    상기 스파이럴 파이프와 상기 내부 파이프들의 연결 부위에 위치되도록 상기 외부 파이프보다 큰 직경을 가지도록 상기 외부 파이프의 양측에 제공되고, 상기 내부 파이프들 중 대응되는 파이프에 대하여 밀봉 처리되며, 상기 제2 유체의 유입과 유출을 위한 포트를 각각 구비하는 확관 조인트부들을 포함하며,
    각각의 확관 조인트부는, 상기 외부 파이프보다 큰 직경을 가지고 상기 스파이럴 파이프와 상기 내부 파이프의 연결 부위를 감싸는 파이프 형태의 제1 확관부와, 상기 제1 확관부로부터 돌출하며 평탄화된 윗면을 가져서 내부에 추가적인 공간이 형성되는 제2 확관부를 포함하고,
    상기 포트는 상기 포트의 둘레를 따라 상기 제2 확관부의 상기 평탄화된 윗면상에 용접되는,
    열교환용 이중관.
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 확관 조인트부는,
    상기 제1 확관부의 일 측으로부터 경사지고 상기 내부 파이프 중 대응되는 파이프의 둘레면에 패킹 처리되도록 상기 대응되는 파이프의 둘레면에 연결되는 패킹 부재; 및
    상기 제1 확관부에서 타 측으로부터 경사지고 상기 외부 파이프에 일체로 연결되는 커넥팅 부재를 추가로 포함하는,
    열교환용 이중관.
  3. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 스파이럴 파이프의 둘레면상의 상기 골부에서 상기 제2 유체의 잔류 시간을 증가시키기 위하여 상기 골부로부터 돌출하는 저항부재를 포함하는,
    열교환용 이중관.
  4. 청구항 제3항에 있어서,
    상기 골부 각각은 상기 나선 궤적을 따라 형성된 적어도 세 개의 그루브(groove)를 가지고,
    상기 저항부재는 상기 적어도 세 개의 그루브 중 외측에 위치한 두 개의 그루브를 제외한 나머지 그루브에 걸쳐 적어도 부분적으로 형성되는,
    열교환용 이중관.
  5. 청구항 제4항에 있어서
    상기 골부 각각은 상기 나선 궤적을 따라 형성된 적어도 네 개의 그루브(groove)를 가지고,
    상기 저항부재는 상기 적어도 네 개의 그루브 중 외측에 위치한 두 개의 그루브를 제외한 나머지 그루브에 걸쳐 적어도 부분적으로 형성되는, 열교환용 이중관
  6. 둘레면에 나선 궤적을 따라 교대로 형성된 산부와 골부를 가지고 제1 유체가 관통 유동하도록 안내하는 스파이럴 파이프;
    축 방향으로 삽입되는 스파이럴 파이프를 수용하고 제2 유체가 제1 유체와 열교환되도록 제2 유체가 스파이럴 파이프의 둘레면을 따라 축 방향으로 유동하도록 안내하는 외부 파이프;
    상기 스파이럴 파이프의 양측에 연결되어 상기 제1 유체의 흐름이 관통 유동되도록 허용하는 내부 파이프들; 및
    상기 스파이럴 파이프와 상기 내부 파이프들의 연결 부위에 위치되도록 상기 외부 파이프보다 큰 직경을 가지도록 상기 외부 파이프의 양측에 제공되고, 상기 내부 파이프들 중 대응되는 파이프에 대하여 밀봉 처리되며, 상기 제2 유체의 유입과 유출을 위한 포트를 각각 구비하는 확관 조인트부들을 포함하며,
    각각의 확관 조인트부는, 상기 외부 파이프보다 큰 직경을 가지고 상기 스파이럴 파이프와 상기 내부 파이프의 연결 부위를 감싸는 확관부를 포함하며,
    상기 골부 각각은 상기 나선 궤적을 따라 형성된 적어도 세 개의 그루브(groove)를 가지고,
    상기 적어도 세 개의 그루브 중 외측에 위치한 두 개의 그루브를 제외한 나머지 그루브에 걸쳐 적어도 부분적으로 저항부재가 돌출되고,
    상기 저항부재의 높이는 상기 나머지 그루브의 깊이보다 커서, 상기 나머지 그루브는 상기 저항부재에 의해 막히는,
    열교환용 이중관.
  7. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 골부 각각은 상기 나선 궤적을 따라 형성된 적어도 네 개의 그루브(groove)를 가지고,
    상기 저항부재는 상기 적어도 네 개의 그루브 중 외측에 위치한 두 개의 그루브를 제외한 나머지 그루브에 걸쳐 적어도 부분적으로 형성되는,
    열교환용 이중관.
  8. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 확관 조인트부는,
    상기 확관부의 일 측으로부터 경사지고 상기 내부 파이프 중 대응되는 파이프의 둘레면에 패킹 처리되도록 상기 대응되는 파이프의 둘레면에 연결되는 패킹 부재; 및
    상기 확관부에서 타 측으로부터 경사지고 상기 외부 파이프에 일체로 연결되는 커넥팅 부재를 추가로 포함하는,
    열교환용 이중관.
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