KR102122345B1 - 열교환기 판, 판형 열교환기, 및 판형 열교환기를 만드는 방법 - Google Patents

Abstract

열교환기 판(1), 제1 유체의 증발을 위한 판형 열교환기, 및 판형 열교환기를 만드는 방법이 개시된다. 열교환기 판은 열교환기 판의 연장 평면(p)과 평행하게 연장되는 열교환기 영역, 열교환기 영역 주위에 연장되는 에지 영역, 열교환기 영역을 통해 연장되는 다수의 포트홀들(11-14), 및 상기 다수의 포트홀들 중 제1 포트홀을 둘러싸고, 기단부(16)로부터 상단부(17)까지, 연장 평면에 대해 수직인 림 높이(H)를 갖고 연장 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 주변 림(15)을 포함한다. 열교환기 판은, 주변 림을 통해 연장되고 연장 평면에 대해 수직인 홀 높이(h)를 갖는 적어도 하나의 제한 홀(20)을 포함한다.

Description

열교환기 판, 판형 열교환기, 및 판형 열교환기를 만드는 방법

본 발명은, 제1 유체의 증발을 위해 구성된 판형 열교환기에 포함될 열교환기 판에 관한 것이고, 열교환기 판은 열교환기 판의 연장 평면과 평행하게 연장되는 열교환기 영역, 열교환기 영역 주위에 연장되는 에지 영역, 열교환기 영역을 통해 연장되는 다수의 포트홀들, 및 상기 다수의 포트홀들 중 제1 포트홀을 둘러싸고, 기단부로부터 상단부까지, 연장 평면에 대해 수직인 림 높이를 갖고 연장 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 주변 림을 포함한다.

본 발명은 또한, 증발될 제1 유체를 위한 제1 판 사이 공간들 및 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간들을 형성하는, 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들을 포함하는, 증발을 위한 판형 열교환기에 관한 것으로, 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들 각각은 연장 평면과 평행하게 연장되며, 열교환기 판의 연장 평면과 평행하게 연장되는 열교환기 영역, 열교환기 영역 주위에 연장되는 에지 영역, 및 열교환기 영역을 통해 연장되는 다수의 포트홀들을 포함하며, 제1 열교환기 판들 각각은, 상기 다수의 포트홀들 중 제1 포트홀을 둘러싸고, 기단부로부터 상단부까지, 연장 평면에 대해 수직인 림 높이를 갖고 연장 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 주변 림을 포함하고, 제1 열교환기 판들 각각은, 주변 림을 통해 연장되고 연장 평면에 대해 수직인 홀 높이를 갖는 적어도 하나의 제한 홀을 포함하며, 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들은 제1 열교환기 판들과 제2 열교환기 판들 사이의 경납땜 재료의 이음부들을 통해 서로 결합되고, 판형 열교환기를 통해 연장되는 유입구 채널을 주변 림들이 한정하는 방식으로 배열되고,

적어도 하나의 제한 홀은 유입구 채널로부터 제1 판 사이 공간들까지 제1 유체를 위한 유체 통로를 형성한다.

게다가, 본 발명은, 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들을 포함하는, 증발을 위해 구성된 판형 열교환기를 만드는 방법에 관한 것으로, 제1 및 제2 열교환기 판들 각각은, 다수의 포트홀들을 갖고, 제1 열교환기 판들의 상기 다수의 포트홀들 중 제1 포트홀은 주변 림에 의해 둘러싸인다.

EP-2 730 870은 판 패키지, 및 판 패키지를 만드는 방법을 개시한다. 판 패키지는 다수의 제1 열교환기 판들 및 다수의 제2 열교환기 판들을 포함하고, 이러한 열교환기 판들은, 인접한 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들의 각각의 쌍 사이에 제1 판 사이 공간이 형성되고 인접한 제2 열교환기 판들 및 제1 열교환기 판들의 각각의 쌍 사이에 제2 판 사이 공간이 형성되는 방식으로 나란히 배열된다. 제1 판 사이 공간들 및 제2 판 사이 공간들은 서로 분리되고, 나란히 교번하는 순서로 판 패키지에 제공된다. 제1 및 제2 열교환기 판들 각각은, 주변 림에 의해 둘러싸인 제1 포트홀을 갖는다. 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들은 제1 열교환기 판들과 제2 열교환기 판들 사이의 경납땜 재료의 이음부들을 통해 서로 결합되고, 판 패키지를 통해 연장되는 유입구 채널을 주변 림들이 함께 한정하는 방식으로 배열된다. 경납땜이 이루어진 후에, 적어도 하나의 제한 홀이 제1 및/또는 제2 열교환기 판들의 주변 림을 통해 만들어진다. 제한 홀은 유입구 채널과 제1 판 사이 공간들 간의 연통을 허용하는 유체 통로를 형성한다.

EP-2 730 878에 개시된 판 패키지의 문제점은 림에 제한 홀을 만드는 것이 어렵다는 것이다. 레이저 빔 헤드, 전자 빔 헤드 또는 플라즈마 헤드를 포함하는 홀 제조 공구가 유입구 채널 내에 도입되어야 한다. 이는, 홀 제조 공구를 수용하기 위해 유입구 채널에 이용 가능한 제한된 공간으로 인해 복잡하고 시간 소모적이다.

본 발명의 목표는 위에서 논의된 문제점을 극복하는 것이다. 특히, 더 효율적이고 신속한 제조를 허용하는 열교환기 판 및 판형 열교환기를 목표로 한다. 또한, 더 효율적이고 신속한 제조 방법을 목표로 한다.

이 목표는, 초기에 정의된 열교환기 판에 의해 달성되며, 이 열교환기 판은, 열교환기 판이, 주변 림을 통해 연장되고 연장 평면에 대해 수직인 홀 높이를 갖는 적어도 하나의 제한 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러한 열교환기 판은 판형 열교환기에 사용하기에 적합하고, 경납땜을 통해 다른 열교환기 판에 결합된다. 본 발명자는, 제한 홀을 주변 림에 위치시킴으로써, 경납땜 동안 그리고 경납땜이 수행된 이후 제한 홀이 개방된 상태로 유지될 수 있으며, 이로써, 경납땜 동안 경납땜 재료에 작용하는 모세관력들이 경납땜 재료를 제한 홀로부터 멀리 끌어당길 것이라는 점을 알게 되었다.

기단부 및 상단부에서, 열교환기 판의 주변 림은 판형 열교환기의 인접한 열교환기 판들과 중첩 이음부들을 형성할 수 있다. 이러한 이음부들은 모세관력들 때문에 경납땜 동안 경납땜 재료를 유인할 수 있고, 따라서 경납땜 재료를 제한 홀로부터 멀리 끌어당길 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주변 림은 상단부를 향하여, 특히 기단부로부터 상단부로 점감된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제한 홀은 주변 림의 기단부와 상단부 사이의 중앙에 위치된다.

제한 홀을 기단부와 상단부 사이의 중앙에 위치시킴으로써, 제한 홀은 이음부들로부터 최대 거리에 위치될 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주변 림의 기단부는 주변 림과 열교환기 영역 사이에 환형 전이부를 형성한다. 환형 전이부는 모세관력들 때문에 경납땜 동안 경납땜 재료를 유인할 수 있고, 따라서 경납땜 재료를 제한 홀로부터 멀리 끌어당길 수 있다.

상단부는 기단부로부터 선회된 상부 에지에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, h/H 관계는 최대 30 %, 즉, 제한 홀의 높이는 주변 림의 높이의 최대 30 %이다. 제한 홀의 이러한 최대 홀 높이는, 제1 판 사이 공간에 진입할 때 제1 유체의 적합한 압력 강하를 생성하는 데에 기여한다.

바람직하게, h/H 관계는 최대 25 %, 더 바람직하게 최대 20 %, 가장 바람직하게 최대 15 %이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제한 홀의 홀 높이는 3 mm 이하, 바람직하게 2 mm 이하, 더 바람직하게 1 mm 이하이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제한 홀의 홀 높이는 적어도 0.3 mm이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열교환기 판은 열교환기 판의 외부 표면으로 연장되는 금속 또는 금속 합금으로 만들어진다. 금속 또는 금속 합금의 외부 표면은 경납땜 재료에 부착되는 그러한 특성들을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주변 림은 열교환기 영역으로의 환형 전이부를 형성하며, 환형 전이부는 최대 1 mm의 곡률 반경으로 오목하게 만곡된다. 기단부에서, 즉, 열교환기 영역으로의 환형 전이부에서의 상대적으로 작은 곡률 반경은, 모세관력들 때문에 경납땜 동안 경납땜 재료를 유인할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주변 림은 볼록면 및 반대쪽의 오목면을 가지며, 환형 전이부는 열교환기 영역으로의 볼록면의 오목하게 만곡된 전이부에 의해 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열교환기 판은 소정 두께를 갖고, 주변 림은 열교환기 영역으로의 전이부를 형성하며, 전이부는 두께의 3배 이하인 곡률 반경으로 오목하게 만곡된다.

바람직하게, 곡률 반경은 최대 1 mm, 더 바람직하게 최대 0.7 mm, 더욱 더 바람직하게 최대 0.5 mm, 가장 바람직하게 최대 0.3 mm이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 곡률 반경은 적어도 0.2 mm이다.

목표는 또한, 판형 열교환기를 형성하기 위해 제1 열교환기 판들 및 제2 열교환기 판들이 서로 조립 및 결합되기 전에 적어도 하나의 제한 홀이 미리 만들어지는 것을 특징으로 하는, 초기에 정의된 판형 열교환기에 의해서 달성된다.

위에서 언급된 바와 같이, 본 발명자는, 제한 홀을 주변 림에 위치시킴으로써, 경납땜 동안 그리고 경납땜이 수행된 이후, 미리 만들어진 제한 홀들이 개방된 상태로 유지될 수 있으며, 이로써, 경납땜 동안 경납땜 재료에 작용하는 모세관력들이 경납땜 재료를 제한 홀로부터 멀리 끌어당길 것이라는 점을 알게 되었다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제한 홀은, 열교환기 판들이 서로 결합될 때 경납땜 재료가 제한 홀에 도달하는 것을 방지하도록 주변 림의 기단부와 상단부 사이에 위치된다. 따라서, 경납땜 동안 경납땜 재료에 작용하는 모세관력들은, 경납땜 재료를 제한 홀로부터 멀리 끌어당길 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주변 림은 상단부를 향하여, 특히 기단부로부터 상단부로 점감된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제한 홀은 주변 림의 기단부와 상단부 사이의 중앙에 위치된다.

본 발명의 실시예에 따르면, h/H 관계는 최대 30 %, 바람직하게 최대 25 %, 더 바람직하게 최대 20 %, 가장 바람직하게 최대 15 %이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제한 홀의 홀 높이는 3 mm 이하, 바람직하게 2 mm 이하, 더 바람직하게 1 mm 이하이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 열교환기 판들 각각은 소정 두께를 갖고, 주변 림은 열교환기 영역으로의 전이부를 형성하며, 전이부는 두께의 3배 이하인 곡률 반경으로 오목하게 만곡된다.

바람직하게, 곡률 반경은 최대 1 mm, 더 바람직하게 최대 0.7 mm, 더욱 더 바람직하게 최대 0.5 mm, 가장 바람직하게 최대 0.3 mm이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 곡률 반경은 적어도 0.2 mm이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 열교환기 판들 중 하나의 열교환기 판의 주변 림의 상단부, 및 인접한 제1 열교환기 판의 주변 림의 기단부는 서로 중첩되어 중첩 이음부를 형성한다. 중첩 이음부는, 모세관력들 때문에, 판형 열교환기의 경납땜 동안 제한 홀로부터 경납땜 재료를 유인할 수 있고, 따라서 경납땜 재료를 제한 홀로부터 멀리 끌어당길 수 있다. 제1 열교환기 판들 중 하나의 열교환기 판의 주변 림의 상단부는 인접한 제1 열교환기 판의 주변 림의 기단부의 오목면에 인접하는 볼록면을 가질 수 있다.

목표는 또한, 초기에 정의된 방법에 의해 달성되고, 이 방법은:

기단부로부터 상단부까지, 연장 평면에 대해 수직인 림 높이를 갖고 연장 평면에 대해 횡방향으로 연장되도록 주변 림을 굽히는 단계,

주변 림의 굽힘 이전에 또는 이후에, 주변 림을 통하는 적어도 하나의 제한 홀을 만드는 단계,

그 이후, 증발될 제1 유체를 위한 제1 판 사이 공간 및 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간의 형성을 허용하기 위해, 제1 및 제2 열교환기 판들을 이들 사이에 경납땜 재료를 갖고 나란히 배열하는 단계, 및

제1 및 제2 열교환기 판들 사이의 경납땜 재료의 이음부들을 통해 열교환기 판들을 서로 결합시키기 위해 제1 열교환기 판들, 제2 열교환기 판들 및 경납땜 재료를 가열하는 단계를 포함하고, 주변 림들은 함께, 판형 열교환기를 통해 연장되는 유입구 채널을 한정하며, 적어도 하나의 제한 홀은 유입구 채널로부터 제1 판 사이 공간들까지 제1 유체를 위한 유체 통로를 형성한다.

이 방법은 위에서 정의된 판형 열교환기를 제조하는 데에 적합하다.

본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 배열 단계는, 중첩 이음부의 형성을 허용하기 위해 제1 열교환기 판들 중 하나의 열교환기 판의 주변 림의 상단부가, 인접한 제1 열교환기 판의 주변 림의 기단부 내로 도입되도록 제1 및 제2 열교환기 판들을 배열하는 것을 포함한다.

이제, 본 발명은 다양한 실시예들의 설명을 통해, 그리고 본원에 첨부된 도면들을 참조하여 더 면밀히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 판형 열교환기의 평면도를 개략적으로 개시한다.
도 2는 도 1의 선(II-II)을 따른 종단면도를 개략적으로 개시한다.
도 3은 도 1의 판형 열교환기의 제1 열교환기 판의 평면도를 개략적으로 개시한다.
도 4는 도 1의 판형 열교환기의 제1 포트홀 영역의 단면도를 개략적으로 개시한다.
도 5는 도 4의 제1 포트홀 영역의 일부의 단면도를 개략적으로 개시한다.

도 1 및 2는 복수의 열교환기 판들(1, 2)을 포함하는 판형 열교환기를 개시한다. 열교환기 판들(1, 2)은 제1 열교환기 판들(1) 및 제2 열교환기 판들(2)을 포함한다.

제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)은, 인접한 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)의 각각의 쌍 사이에 제1 유체를 위한 제1 판 사이 공간들(3)이 형성되고 인접한 제2 및 제1 열교환기 판들(2, 1)의 각각의 쌍 사이에 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간들(4)이 형성되는 그러한 방식으로 나란히 배열된다.

제1 판 사이 공간들(3) 및 제2 판 사이 공간들(4)은, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 나란히 교번하는 순서로 판형 열교환기에 제공된다.

판형 열교환기는 증발기로서 작동되도록 구성되고, 제1 판 사이 공간들(3)은 내부에 증발될 제1 유체를 수용하도록 구성된다. 제1 유체는 임의의 적합한 냉매일 수 있다. 제2 판 사이 공간들(4)은 제1 판 사이 공간들(3)에서 증발될 제1 유체를 가열하기 위한 제2 유체를 수용하도록 구성된다.

판형 열교환기는 또한, 역전될 수 있고, 그 다음, 응축기로서 작동되도록 구성되며, 여기서, 제1 유체, 즉, 냉매는 제1 판 사이 공간들(3)에서 응축되고, 제2 유체는, 제1 판 사이 공간들(3)을 통해 운반되는 제1 유체를 냉각시키기 위해 제2 판 사이 공간들(4)을 통해 운반된다.

제1 열교환기 판들(1) 및 제2 열교환기 판들(2) 각각은 연장 평면(p)과 평행하게 연장된다.

각각의 제1 및 제2 열교환기 판(1, 2)은, 도 3을 참고하면, 연장 평면(p)과 평행하게 연장되는 열교환기 영역(5), 및 열교환기 영역(5) 주위에 연장되는 에지 영역(6)을 갖는다. 따라서, 에지 영역(6)은, 도 2를 참고하면, 열교환기 영역(5)을 둘러싸고, 연장 평면(p)에 대해 경사진 플랜지를 형성한다. 열교환기 판들(1, 2) 중 하나의 열교환기 판의 에지 영역(6)의 플랜지는, 그 자체로 알려진 방식으로, 열교환기 판들(1, 2) 중 인접한 하나의 열교환기 판의 에지 영역(6)의 대응하는 플랜지에 인접하여 결합된다.

열교환기 영역(5)은, 도 3에 개략적으로 표시된, 융기부들과 골부들의 주름(7)을 포함한다. 주름(7)은 판형 열교환기의 관련 기술분야에 알려진 바와 같이 다양한 패턴들, 예를 들어 대각선 패턴, 생선뼈 패턴 등을 형성할 수 있다.

제1 열교환기 판들(1) 및 제2 열교환기 판들(2) 각각은 또한, 4개의 포트홀들(11, 12, 13, 14)을 포함한다.

제1 열교환기 판들(1)의 포트홀들(11-14) 중 제1 포트홀(11)은, 도 4 및 5를 참고하면, 주변 림(15)에 의해 둘러싸인다. 주변 림(15)은 환형이고, 열교환기 영역(5)으로부터 멀리 횡방향으로 또는 실질적으로 횡방향으로 연장 평면(p)까지 연장된다.

주변 림(15)은 기단부(16) 및 상단부(17)를 갖는다. 주변 림(15)은, 도 5를 참고하면, 기단부(16)로부터 상단부(17)까지 연장 평면(p)에 수직인 림 높이(H)를 갖는다.

도 4 및 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 주변 림(15)은 점감형 또는 원뿔형, 또는 약간 점감형 또는 원뿔형이며, 상단부를 향하여, 특히 기단부(16)로부터 상단부(17)까지 점감된다.

나머지 3개의 포트홀들(12-14)에는 그러한 주변 림이 제공되지 않지만, 나머지 3개의 포트홀들은, 포트홀들(13)에 대해 도 2에 개략적으로 표시된 포트홀 에지(18)에 의해 한정된다.

개시된 실시예들에서, 제2 열교환기 판들(2)의 제1 포트홀(11)은 또한, 주변 림이 없다. 제2 열교환기 판들(2)의 제1 포트홀(11)은, 도 4 및 5를 참고하면, 포트홀 에지(18)에 의해 한정된다.

제1 열교환기 판들(1) 각각은 또한, 주변 림(15)을 통해 연장되는 적어도 하나의 제한 홀(20)을 포함한다. 각각의 주변 림(15)에는 하나 이상, 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 심지어 더 많은 제한 홀들(20)이 제공될 수 있음을 주목해야 한다. 도 4에 도시된 제1 열교환기 판들(1) 중 하나에서, 3개의 제한 홀들(20)을 볼 수 있다. 제한 홀(20)은, 도 5를 참고하면, 연장 평면(p)에 수직인 홀 높이(h)를 갖는다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 열교환기 판(1)이 임의의 제1 판 사이 공간(3)의 경계를 정하지 않기 때문에, 최상부의 제1 열교환기 판(1)은 제한 홀(20)이 없을 수 있다. 그러나, 또한, 이러한 제1 열교환기 판(1)은, 모든 제1 열교환기 판들(1)을 동일하게 만드는 것에 의해 제조를 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 제한 홀(20)을 가질 수 있다.

제1 열교환기 판들(1) 및 제2 열교환기 판들(2)은 제1 열교환기 판들(1)과 제2 열교환기 판들(2) 사이의 경납땜 재료, 예컨대, 구리 또는 구리 합금의 이음부들을 통해 서로 결합된다. 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)은 열교환기 판(1, 2)의 외부 표면으로 연장되는 금속 또는 금속 합금, 예컨대, 스테인리스 강으로 만들어진다. 금속 또는 금속 합금의 외부 표면은, 판형 열교환기의 경납땜 동안 경납땜 재료에 부착되는 그러한 특성들을 갖는다.

열교환기 판들(1, 2)은, 주변 림들(15)이, 판형 열교환기를 통해 연장되는 유입구 채널(21)을 한정하는 방식으로 배열된다. 열교환기 판들(1, 2)의 제2 포트홀들(12)은 제1 유체를 위한 배출구 채널(22)을 한정한다. 열교환기 판들(1, 2)의 제 3 포트홀(13)은 제2 유체를 위한 유입구 채널(23)을 한정한다. 열교환기 판들(1, 2)의 제4 포트홀들(14)은 제2 유체를 위한 배출구 채널(24)을 한정한다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 판형 열교환기는 또한, 압력 판을 형성할 수 있는 제1 단부 판(25) 및 프레임 판을 형성할 수 있는 제2 단부 판(26)을 가질 수 있다.

주변 림(15)은 볼록면 및 반대쪽의 오목면을 갖는다. 볼록면은 제1 판 사이 공간(3)을 향한다. 오목면은 유입구 채널(21)을 향한다.

상단부(17)에서, 제1 열교환기 판들(1) 중 하나의 열교환기 판의 주변 림(15)의 볼록면은, 도 4 및 5에서 볼 수 있는 봐와 같이, 인접한 제1 열교환기 판(1)의 주변 림(15)의 기단부(16)의 오목면과 중첩된다. 이러한 중첩은, 인접한 제1 열교환기 판들(1)의 주변 림들(15) 사이에 중첩 이음부(30)를 형성한다. 더 정확하게는, 중첩 이음부(30)는 인접한 주변 림들(15)의 볼록면과 오목면 사이에 형성된다.

주변 림(15)의 기단부(16)에서, 볼록면은 주변 림(15)과 열교환기 영역(5) 사이에 환형 전이부(31)를 형성한다. 환형 전이부(31)는, 도 5를 참고하면, 오목하게 만곡되고, 곡률 반경(r)을 갖는다.

도 5를 참고하면, 각각의 제1 열교환기 판(1)은 두께(t)를 갖는다. 각각의 제2 열교환기 판(2)은 동일한 두께(t)를 가질 수 있다. 곡률 반경(r)은 두께(t)에 따라 변할 수 있다. 따라서, 곡률 반경(r)은 3 x t 이하일 수 있다.

예를 들어, 곡률 반경(r)은 최대 1 mm일 수 있다. 바람직하게, 곡률 반경(r)은 최대 0.7 mm, 더 바람직하게 최대 0.5 mm, 가장 바람직하게 최대 0.3 mm일 수 있다. 곡률 반경(r)은 적어도 0.2 mm일 수 있다.

제한 홀(20)은 유입구 채널(21)로부터 제1 판 사이 공간들(3)까지 제1 유체를 위한 유체 통로를 형성한다.

제한 홀(20)은, 도 5를 참고하면, 연장 평면(p)에 수직인 홀 높이(h)를 갖는다. 제한 홀(20)은, 유입구 채널(21)에서 바라볼 때, 원형, 타원형일 수 있거나, 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 특히, 제한 홀(20)은 타원형 또는 다른 세장형 형상을 가질 수 있으며, 여기서, 세장형 형상은 기단부(16) 및 상단부(17)까지의 거리를 최대화하기 위해 연장 평면(p)에 평행하게 연장된다.

제한 홀(20)의 홀 높이(h)는 3 mm 이하일 수 있다. 그러한 제한 홀(20)은, 제1 유체가 제1 판 사이 공간들(3)에 진입할 때, 증발될 제1 유체의 제한 또는 스로틀링을 형성한다. 이 제한 또는 스로틀링은, 제1 판 사이 공간들(3)에서 제1 유체의 개선된 분배를 보장한다. 바람직하게, 제한 홀(20)의 홀 높이(h)는 2 mm 이하, 더 바람직하게 1 mm 이하이다.

제한 홀(20)의 홀 높이(h)는 적어도 0.3 mm일 수 있다.

h/H 관계, 즉, 제한 홀(20)의 홀 높이(h)와 주변 림(15)의 림 높이(H) 사이의 관계는 최대 30 %일 수 있다. 바람직하게, 이 관계는 최대 25 %, 더 바람직하게 최대 20 %, 가장 바람직하게 최대 15 %일 수 있다.

제한 홀(20)은, 판형 열교환기를 형성하기 위해 열교환기 판들(1, 2)이 서로 조립 및 결합되기 전에 미리 만들어진다.

제한 홀(20)은 판형 열교환기의 경납땜 동안, 그리고 판형 열교환기의 경납땜이 수행된 후에, 개방된 상태로 유지될 것이다. 제한 홀(20)이 주변 림(15)의 기단부(16)와 상단부(17) 사이에 위치되어, 경납땜 동안 열교환기 판들(1, 2)이 서로 결합될 때 경납땜 재료가 제한 홀(20)에 도달하는 것이 방지된다.

더 구체적으로, 제한 홀(20)은 주변 림의 기단부(16)와 상단부(17) 사이의 중앙에 위치될 수 있다. 따라서, 제한 홀(20)은 기단부(16) 및 상단부(17)로부터 동일한 거리에 위치될 수 있다.

판형 열교환기가 열교환기 판들(1, 2)을 서로 결합시키기 위해 경납땜될 때, 예를 들어, 포일 형태의 경납땜 재료가, 인접한 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2) 사이에 도입된다. 경납땜 동안, 경납땜 재료는 용융되어, 열교환기 판들(1, 2)을 서로 결합시킬 이음부들로 유동할 것이다. 그 다음, 경납땜 재료는 모세관력들 때문에 중첩 이음부(30) 및 전이부(31)에 의해 유인될 것이다. 따라서, 용융된 경납땜 재료는 중첩 이음부(30) 및 전이부(31)를 향해, 즉, 중첩 이음부(30)와 전이부(31) 사이에 위치된 제한 홀(20)로부터 멀리 유동할 것이다.

위에서 한정된 바와 같은 판형 열교환기는 다음의 제조 단계들에 의해 제조될 수 있다.

제1 열교환기 판들(1)에는 제1 포트홀(11) 주위에 주변 림(15)이 제공되고, 주변 림(15)은 초기에 연장 평면(p)과 평행하게 연장된다.

그 다음, 기단부(16)로부터 상단부(17)까지, 연장 평면(p)에 대해 수직인 림 높이(H)를 갖고 연장 평면(p)에 대해 횡방향으로 연장되도록 주변 림(15)이 굽혀진다.

제한 홀(20)은 임의의 적합한 홀-제조 방법, 예컨대, 드릴링, 레이저 빔 절단, 전자 빔 절단 등에 의해 주변 림(15)을 통해 만들어진다.

제한 홀(20)이 주변 림(15)의 굽힘 이전 또는 이후에 만들어질 수 있다는 것에 주목해야 한다.

그 후, 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)이, 인접한 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2) 사이에, 예를 들어, 포일 형태의 경납땜 재료와 교번하는 순서로 나란히 배열된다.

제1 열교환기 판들(1), 제2 열교환기 판들(2) 및 경납땜 재료는 경납땜 재료를 용융시키기 위해 가열된다. 용융된 경납땜 재료는 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)이 서로 가깝거나 인접한 영역들에 의해 유인된다. 능동 또는 수동 냉각 이후, 열교환기 판들(1, 2)은 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2) 사이의 경납땜 재료의 이음부들을 통해 서로 결합된다. 열교환기 판들의 주름(7) 덕분에, 증발될 제1 유체를 위한 제1 판 사이 공간들(3), 및 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간들(4)이 형성된다. 게다가, 주변 림(15)이 함께, 판형 열교환기를 통해 연장되는 유입구 채널(21)을 한정한다. 제한 홀(20)은 개방된 상태로 유지될 것이고, 유입구 채널(21)로부터 제1 판 사이 공간들까지 제1 유체를 위한 유체 통로를 형성할 것이다.

본 발명은 또한, 4개 이외의 다른 개수의 포트홀들, 예를 들어, 6개의 포트홀들을 갖는 열교환기 판들 및 판형 열교환기들에 적용 가능하다. 그 다음, 판형 열교환기는 증발될 일차 제1 유체를 위한 일차 제1 판 사이 공간들, 증발될 이차 제1 유체를 위한 이차 제1 판 사이 공간들, 및 일차 및 이차 제1 유체들을 가열하거나 아마도 냉각시키기 위한 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간들을 포함할 수 있다. 그 다음, 2개의 유입구 채널들이 각각의 주변 림들에 의해 형성되고, 각각, 일차 제1 판 사이 공간 및 이차 제1 판 사이 공간들로 이어진다. 각각의 제2 판 사이 공간은 일차 제1 사이 공간 및 이차 제1 판 사이 공간에 인접한다.

본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않으며, 다음의 청구항들의 범위 내에서 변경 및 수정될 수 있다.

Claims (16)

1. 제1 유체의 증발을 위해 구성된 판형 열교환기에 포함되는 열교환기 판(1)으로서,
   상기 열교환기 판(1)의 연장 평면(p)과 평행하게 연장되는 열교환기 영역(5),
   상기 열교환기 영역(5) 주위에 연장되는 에지 영역(6),
   상기 열교환기 영역(5)을 통해 연장되는 다수의 포트홀들(11-14), 및
   상기 다수의 포트홀들(11-14) 중 제1 포트홀(11)을 둘러싸고, 기단부(16)로부터 상단부(17)까지, 상기 연장 평면(p)에 대해 수직인 림 높이(H)를 갖고 상기 연장 평면(p)에 대해 횡방향으로 연장되는 주변 림(15)을 포함하고,
   상기 열교환기 판(1)이, 상기 주변 림(15)을 통해 연장되고 상기 연장 평면(p)에 대해 수직인 홀 높이(h)를 갖는 적어도 하나의 제한 홀(20)을 포함하며, h/H 관계는 최대 30 %이고, 상기 열교환기 판(1)은 소정 두께(t)를 갖고, 상기 주변 림(15)은 상기 열교환기 영역(5)으로의 전이부(31)를 형성하고, 상기 전이부(31)는 상기 두께(t)의 3배 이하인 곡률 반경(r)으로 오목하게 만곡되는 것을 특징으로 하는, 열교환기 판(1).
2. 제1항에 있어서,
   적어도 하나의 제한 홀(20)은 상기 주변 림(15)의 상기 기단부(16)와 상기 상단부(17) 사이의 중앙에 위치되는, 열교환기 판(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   적어도 하나의 제한 홀(20)의 홀 높이(h)는 3 mm 이하, 2 mm 이하, 또는 1 mm 이하인, 열교환기 판(1).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 열교환기 판(1)은 상기 열교환기 판(1)의 외부 표면으로 연장되는 금속 또는 금속 합금으로 만들어지는, 열교환기 판(1).
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 곡률 반경(r)은 최대 1 mm인, 열교환기 판(1).
6. 증발될 제1 유체를 위한 제1 판 사이 공간들(3) 및 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간들(4)을 형성하는, 제1 열교환기 판들(1) 및 제2 열교환기 판들(2)을 포함하는, 증발을 위한 판형 열교환기로서,
   상기 제1 열교환기 판들(1) 및 상기 제2 열교환기 판들(1) 각각은, 연장 평면(p)과 평행하게 연장되고,
   상기 열교환기 판(1, 2)의 연장 평면(p)과 평행하게 연장되는 열교환기 영역(5),
   상기 열교환기 영역(5) 주위에 연장되는 에지 영역(6), 및
   상기 열교환기 영역(5)을 통해 연장되는 다수의 포트홀들(11-14)을 포함하며,
   상기 제1 열교환기 판들(1) 각각은, 상기 다수의 포트홀들(11-14) 중 제1 포트홀(11)을 둘러싸고, 기단부(16)로부터 상단부(17)까지, 상기 연장 평면(p)에 대해 수직인 림 높이(H)를 갖고 상기 연장 평면(p)에 대해 횡방향으로 연장되는 주변 림(15)을 포함하고,
   상기 제1 열교환기 판들(1) 각각은, 상기 주변 림(15)을 통해 연장되고 상기 연장 평면(p)에 대해 수직인 홀 높이(h)를 갖는 적어도 하나의 제한 홀(20)을 포함하고, h/H 관계는 최대 30% 이고, 상기 제1 열교환기 판들(1) 및 상기 제2 열교환기 판들(2)은 상기 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2) 사이의 경납땜 재료의 이음부들을 통해 서로 결합되고, 상기 판형 열교환기를 통해 연장되는 유입구 채널(21)을 상기 주변 림들(15)이 한정하는 방식으로 배열되고,
   적어도 하나의 제한 홀(20)은 상기 유입구 채널(21)로부터 상기 제1 판 사이 공간들(3)까지 상기 제1 유체를 위한 유체 통로를 형성하고,
   상기 판형 열교환기를 형성하기 위해 상기 제1 열교환기 판들(1) 및 상기 제2 열교환기 판들(2)이 서로 조립 및 결합되기 전에 적어도 하나의 제한 홀(20)이 미리 만들어지는 것, 및
   상기 제1 열교환기 판들(1) 각각이 소정 두께(t)를 갖고, 상기 주변 림(15)은 상기 열교환기 영역(5)으로의 전이부(31)를 형성하고, 상기 전이부(31)는 상기 두께(t)의 3배 이하인 곡률 반경(r)으로 오목하게 만곡되는 것을 특징으로 하는, 증발을 위한 판형 열교환기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)이 서로 결합될 때 경납땜 재료가 상기 제한 홀(20)에 도달하는 것을 방지하기 위해, 적어도 하나의 제한 홀(20)이 상기 주변 림(15)의 상기 기단부(16)와 상기 상단부(17) 사이에 위치되고,
   적어도 하나의 제한 홀(20)은 상기 주변 림(15)의 상기 기단부(16)와 상기 상단부(17) 사이의 중앙에 위치되는, 증발을 위한 판형 열교환기.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   적어도 하나의 제한 홀(20)의 홀 높이(h)는 3 mm 이하, 2 mm 이하, 또는 1 mm 이하인, 증발을 위한 판형 열교환기.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 제1 열교환기 판들(1) 중 하나의 열교환기 판의 주변 림(15)의 상단부(17), 및 인접한 제1 열교환기 판(1)의 주변 림(15)의 기단부(16)는 서로 중첩되어 중첩 이음부(30)를 형성하는, 증발을 위한 판형 열교환기.
10. 제1 열교환기 판들(1) 및 제2 열교환기 판들(2)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2) 각각은, 다수의 포트홀들(11-14)을 갖고, 상기 제1 열교환기 판들(1)의 상기 다수의 포트홀들(11-14) 중 제1 포트홀(11)은 주변 림(15)에 의해 둘러싸이는 증발을 위해 구성된 판형 열교환기를 만드는 방법으로서,
    상기 방법은:
    기단부(16)로부터 상단부(17)까지, 상기 제1 열교환기 판(1)의 연장 평면(p)에 대해 수직인 림 높이(H)를 갖고 상기 연장 평면(p)에 대해 횡방향으로 연장되도록 상기 주변 림(15)을 굽히는 단계,
    상기 주변 림(15)의 굽힘 이전에 또는 이후에, 상기 주변 림(15)을 통하는 적어도 하나의 제한 홀(20)을 만드는 단계,
    그 이후, 증발될 제1 유체를 위한 제1 판 사이 공간(3) 및 제2 유체를 위한 제2 판 사이 공간(4)의 형성을 허용하기 위해, 상기 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2)을 이들 사이에 경납땜 재료를 갖고 나란히 배열하는 단계, 및
    상기 제1 및 제2 열교환기 판들(1, 2) 사이의 경납땜 재료의 이음부들을 통해 상기 열교환기 판들(1, 2)을 서로 결합시키기 위해 상기 제1 열교환기 판들(1), 상기 제2 열교환기 판들(2) 및 경납땜 재료를 가열하는 단계를 포함하고,
    상기 주변 림들(15)은 함께, 상기 판형 열교환기를 통해 연장되는 유입구 채널(21)을 한정하며, 상기 연장 평면(p)에 수직인 홀 높이(h)를 갖는 적어도 하나의 제한 홀(20)은 상기 유입구 채널(21)로부터 상기 제1 판 사이 공간들(3)까지 제1 유체를 위한 유체 통로를 형성하고, h/H 관계는 최대 30 %이고, 상기 제1 열교환기 판들(1) 각각은 소정 두께(t)를 갖고, 상기 주변 림(15)은 상기 연장 평면(p)과 평행하게 연장되는 열교환기 영역(5)으로의 전이부(31)를 형성하고, 상기 전이부(31)는 상기 두께(t)의 3배 이하인 곡률 반경(r)으로 오목하게 만곡되는, 증발을 위해 구성된 판형 열교환기를 만드는 방법.
11. 제10항에 있어서,
    배열 단계는, 중첩 이음부(30)의 형성을 허용하기 위해 상기 제1 열교환기 판들(1) 중 하나의 열교환기 판의 주변 림(15)의 상단부(17)가, 인접한 제1 열교환기 판(1)의 주변 림(15)의 기단부(16) 내로 도입되도록 상기 제1 및 제2 열교환기 판들을 배열하는 것을 포함하는, 증발을 위해 구성된 판형 열교환기를 만드는 방법.
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