KR102321867B1 - 열전달 플레이트 - Google Patents

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KR102321867B1
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마티아스 노렌
마그누스 헤드베르그
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알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

열전달 플레이트(2)가 제공된다. 열전달 플레이트(2)는 제1 분배 패턴이 제공된 제1 분배 영역(14), 제2 분배 패턴이 제공된 제2 분배 영역(22), 및 제1 및 제2 분배 패턴과 상이한 열전달 패턴이 제공된 열전달 영역(26)을 포함한다. 제1 및 제2 분배 패턴은 초콜릿 유형이며 분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)를 포함한다. 열전달 영역(26)에 가장 근접하게 배열된 제1 및 제2 분배 패턴의 분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)는 단부 마루부(66) 및 단부 골부(68)를 형성한다. 열전달 플레이트(2)는 적어도 복수의 단부 마루부(66)의 상부 부분(58)이 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라, 나머지 분배 마루부(52)의 상부 부분(58)의 제1 폭(w1)을 초과하는 제2 폭(w2)을 갖고, 적어도 복수의 단부 골부(68)의 저부 부분(60)은, 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라, 나머지 분배 골부(52)의 저부 부분(60)의 제3 폭(w3)을 초과하는 제4 폭(w4)을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

열전달 플레이트
본 발명은 열전달 플레이트 및 그 설계에 관한 것이다.
판형 열교환기, 즉 PHE는 전형적으로 2개의 단부 플레이트로 구성되고 2개의 단부 플레이트 사이에는 다수의 열전달 플레이트가 스택 또는 팩 내에 정렬되어 배열된다. PHE의 열전달 플레이트는 동일하거나 상이한 유형일 수 있고, 다른 방식으로 적층될 수 있다. 일부 PHE에서는, 하나의 열전달 플레이트의 전면 및 후면이 각각 다른 열전달 플레이트의 후면 및 전면과 마주보고, 열전달 플레이트들이 번갈아 나머지 열전달 플레이트에 대해 상하면이 반전된 상태로 열전달 플레이트들이 적층된다. 전형적으로, 이것은 서로에 대하여 "회전된" 열전달 플레이트라고 지칭된다. 다른 PHE에서는, 하나의 열전달 플레이트의 전면 및 후면이 각각 다른 열전달 플레이트의 전면 및 후면과 마주보고, 열전달 플레이트들이 번갈아 나머지 열전달 플레이트에 대해 상하면이 반전된 상태로 열전달 플레이트들이 적층된다. 일반적으로, 이것을 서로에 대해 "뒤집어진(flipped)" 열전달 플레이트라고 지칭한다.
널리 공지된 PHE의 한 유형인 소위 개스킷처리된 PHE에서는, 개스킷이 열전달 플레이트 사이에 배열된다. 단부 플레이트 및 이에 따른 열전달 플레이트는 일종의 조임 수단에 의해 서로를 향해 가압되고, 그로 인해 개스킷은 열전달 플레이트 사이를 밀봉한다. 열전달 플레이트 사이에 평행 유동 채널이 형성되고, 각 쌍의 인접한 열전달 플레이트 사이에 하나의 채널이 형성된다. 유입구/유출구를 통해 PHE로/에서 공급되는, 초기 온도가 다른 2개의 유체는 하나의 유체에서 다른 유체로 열을 전달하기 위해 매 두번째 채널을 통해 교호식으로 유동할 수 있고, 이 유체는 PHE의 유입구/유출구와 소통하는 열전달 플레이트 내의 유입구/유출구 포트 구멍을 통해 상기 채널에 대해 유입/유출된다.
전형적으로, 열전달 플레이트는 2개의 단부 부분 및 중간의 열전달 부분을 포함한다. 상기 단부 부분은 유입구 및 유출구 포트 구멍, 및 마루부와 골부의 분배 패턴으로 압축 성형되는 분배 영역을 포함한다. 유사하게, 열 전달부는 마루부와 골부의 열전달 패턴으로 압축 성형되는 열전달 영역을 포함한다. 열전달 플레이트의 분배 및 열전달 패턴의 마루부 및 골부는, 접촉 영역에서, 판형 열교환기 내의 인접한 열전달 플레이트의 분배 및 열전달 패턴의 마루부 및 골부와 접촉하도록 배열된다. 열전달 플레이트의 분배 영역의 주요 역할은, 유체가 열전달 영역에 도달하기 전에, 채널로 유입하는 유체를 열전달 플레이트의 폭에 걸쳐 확산시키는 것, 그리고 유체가 열전달 영역을 통과한 후에는 유체를 수집하고 채널 외부로 안내하는 것이다. 반면에, 열전달 영역의 주요 역할은 열전달이다.
분배 영역 및 열전달 영역은 상이한 주요 역할을 갖기 때문에, 분배 패턴은 일반적으로 열전달 패턴과는 다르다. 분배 패턴은 상대적으로 약한 유동 저항과 낮은 압력 강하를 제공하는데, 이는 일반적으로 소위 초콜릿 패턴과 같은 더욱 "개방적인(open)" 분배 패턴 설계와 관련이 있으며, 인접한 열전달 플레이트 간에 상대적으로 적지만 큰 접촉 영역을 제공한다. 열전달 패턴은 상대적으로 강한 유동 저항과 높은 압력 강하를 제공하는데, 이는 일반적으로 소위 헤링본(herringbone) 패턴과 같은 더욱 "조밀한" 열전달 패턴 설계와 관련이 있으며, 인접한 열전달 플레이트 간에 상대적으로 많지만 작은 접촉 영역을 제공한다. 따라서, 일반적으로 분배 영역 내의 인접한 접촉 영역 간 거리는 열전달 영역 내의 인접한 접촉 영역 간 거리보다 더 크다.
일반적으로 정렬된 열전달 플레이트의 팩은 인접한 접촉 영역 간 거리가 상대적으로 큰 곳에서 더 약하다. 또한, 분배 영역과 열전달 영역 간 천이 부분, 즉, 플레이트 패턴이 바뀌는 곳에서, 일반적으로 접촉 영역은 상대적으로 분산되고 이것은 천이 부분에서의 열전달 플레이트 팩의 강도에 악영향을 줄 수 있다. 플레이트 팩이 덜 강한 곳에서, 판형 열교환기의 오작동을 유발할 수 있는 변형이 일어나기 더 쉽다.
본원에 참조로서 포함된, 본 출원인의 스웨덴 특허 SE 528879는, 열전달 플레이트가 서로에 대해 "회전된" 플레이트 팩의 분배 영역과 열전달 영역 간 천이 부분에서 향상된 강도를 제공하는 데 목적이 있다. 이것은 분배 영역과 열전달 영역 사이에 좁은 밴드를 제공함으로써 획득되고, 여기서 좁은 밴드는 헤링본 패턴, 더욱 상세하게는 조밀하게 배열된 접촉 영역을 제공하는 조밀하게 배열된 "가파른" 마루부 및 골부로 제공된다. 비록 SE 528879가 매우 양호하게 작용하는 해법을 개시하지만, 그것은 서로에 대해 "회전된" 열전달 플레이트로만 제한되고, 서로에 대해 "뒤집어진" 열전달 플레이트에 대해서는 작용하지 않는다. 이것은 패턴의 교차와 그로 인한 포인트 유형 접촉 영역이 열전달 플레이트가 서로에 대해 "회전된" 경우에는 획득되지만, 열전달 플레이트가 서로에 대해 "뒤집어진" 경우에는 획득되지 않기 때문이다.
본 발명의 일 목적은 상술된 종래 기술의 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 열전달 플레이트를 제공하는 것이다. 본 발명의 기본 개념은 서로에 대해 "뒤집어진" 열전달 플레이트뿐만 아니라 "회전된" 열전달 플레이트를 갖춘 열전달 플레이트 팩에도 적합하다는 점에서 상술된 종래 기술 해법보다 더 유연한 천이부 강화 해법을 제공하는 것이다. 상기의 목적을 달성하기 위한, 본원에서는 단지 "플레이트"로만 명시되기도 하는 열전달 플레이트는 첨부된 청구범위에서 정의되고 하기에서 논의된다.
본 발명에 따른 열전달 플레이트는 열전달 플레이트의 종방향 중심축을 따라 연속적으로 배열되는 제1 단부 부분, 중심 부분 및 제2 단부 부분을 포함하고, 제1 단부 부분은 제1 및 제2 포트 구멍, 그리고 제1 분배 패턴이 제공된 제1 분배 영역을 포함한다. 제2 단부 부분은 제3 및 제4 포트 구멍, 그리고 제2 분배 패턴이 제공된 제2 분배 영역을 포함한다. 중심 부분은 제1 및 제2 분배 패턴과는 상이한 열전달 패턴이 제공된 열전달 영역을 포함한다. 제1 단부 부분은 제1 경계선을 따라 중심 부분과 맞닿고, 제2 단부 부분은 제2 경계선을 따라 중심 부분과 맞닿는다. 제1 및 제2 분배 패턴은 각각 분배 마루부와 분배 골부를 포함한다. 분배 마루부의 각 상부 부분은 제1 평면 내에 연장하고, 분배 골부의 각 저부 부분은 제2 평면 내에 연장한다. 제1 및 제2 평면은 서로 평행하게 분리된다. 분배 마루부는 제1 분배 영역 내에서 제1 경계선에서부터 제1 포트 구멍을 향해 연장되고, 제2 분배 영역 내에서 제2 경계선에서부터 제3 포트 구멍을 향해 연장되는 다수의 분리된 가상의 마루선을 따라 종방향으로 연장된다. 중심 부분에 가장 가까이 배열되는 각각의 가상의 마루선을 따르는 분배 마루부가 단부 마루부를 형성한다. 분배 골부는 제1 분배 영역 내에서 제1 경계선에서부터 제2 포트 구멍을 향해 연장되고, 제2 분배 영역 내에서 제2 경계선에서부터 제4 포트 구멍을 향해 연장되는 다수의 분리된 가상의 골선을 따라 종방향으로 연장된다. 중심 부분에 가장 가까이 배열되는 각각의 가상의 골선을 따르는 분배 골부가 단부 골부를 형성한다. 가상의 마루선 및 가상의 골선은 각각의 제1 및 제2 분배 영역 내에서 격자를 형성한다. 격자의 각 메쉬를 형성하는 분배 골부 및 분배 마루부는 하나의 영역을 둘러싼다. 이 영역 내에서 열전달 플레이트는 제1 평면으로부터 거리(0보다 큰)를 두고 연장하고, 제2 평면으로부터 거리(0보다 큰)를 두고 연장하며, 즉, 제1 및 제2 평면에서 분리되어 있다. 분배 마루부 및 분배 골부의 폭, 및 그 상부 부분 및 저부 부분은 가상의 마루선 및 골선에 수직으로 측정된다. 열전달 플레이트는 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 단부 마루부의 상부 부분이, 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라, 나머지 분배 마루부의 상부 부분의 제1 폭을 초과하는 제2 폭을 갖는것을 특징으로 한다. 또한, 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 단부 골부의 저부 부분은, 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라, 나머지 분배 골부의 저부 부분의 제3 폭을 초과하는 제4 폭을 갖는다. 제1 및 제3 폭은 동일하거나 다를 수 있고, 제2 및 제4 폭과 동일하거나 다를 수 있다.
본원에서 다른 언급이 없다면, 열전달 플레이트의 마루부 및 골부는 열전달 플레이트의 전면이 보일 때 마루부 및 골부이다. 당연하게, 플레이트의 전면에서 볼 때 마루부는 플레이트의 대향 후면에서 볼 때 골부이고, 그 반대로, 플레이트의 전면에서 볼 때 골부는 플레이트의 후면에서 볼 때 마루부이다.
문서의 전반에 걸쳐, 예컨대 어떤 것에서부터 "다른 어떤 것"으로 연장되는 선을 언급할 때, 선이 반드시 직선으로 연장될 필요는 없으며, "다른 어떤 것"을 향해 비스듬히 연장할 수 있다.
열전달 플레이트는 제1 및 제2 단부 부분과 중심 부분을 둘러싸는 외부 에지 부분을 더 포함한다. 외부 에지 부분은 제1 평면과 제2 평면 사이와 그 내부에 연장하는 주름을 포함할 수 있다. 전체 외부 에지 부분, 또는 그것의 하나 이상의 부분만이 주름을 포함할 수 있다. 주름은 에지 부분을 따라 균등하게 또는 불균등하게 분포될 수 있고, 그것은 모두 동일하게 보일 수 있고 또는 그렇지 않을 수 있다. 주름은 에지 부분에 물결형 설계를 디자인을 제공할 수 있는 마루부 및 골부를 형성한다.
열전달 플레이트가 판형 열교환기 내에 배열될 때, 주름은 열전달 플레이트의 전면에서, 제1 인접 열전달 플레이트와 접촉하고, 열전달 플레이트의 후면에서, 제2 인접 열전달 플레이트와 접촉하도록 배열될 수 있다. 열전달 플레이트와 제1 및 제2 인접 열전달 플레이트는 모두 동일한 유형일 수 있다. 대안적으로, 열전달 플레이트와 제1 및 제2 인접 열전달 플레이트는 모두 청구항 제1항에 따라 구성된 것이기만 하면 다른 유형일 수 있다.
제1 및 제2 분배 패턴은 소위 초콜릿 패턴이다. 열전달 플레이트의 중심 부분에 가장 근접하게 배열된 제1 및 제2 분배 패턴의 마루부 및 골부의 적어도 일부, 즉, 단부 마루부 및 단부 골부는, 단부 마루부 및 단부 골부 특히 단부 마루부 및 단부 골부의 상부 부분 및 저부 부분이 그들의 길이의 적어도 일부를 따라서 더 넓다는 점에서 나머지 마루부 및 골부의 구성에서 벗어난 구성을 갖는다. 이로써, 그들은 나머지 마루부 및 골부보다 더 큰 접촉 영역을 제공할 수 있다. 또한, 그들은 확장하지 않았을 때 보다, 인접한 접촉 영역들 간에 더 짧은 거리를 제공할 수 있다. 크고 가까운 접촉 영역은 본 발명의 열전달 플레이트를 포함하는 플레이트 팩의 강도에 긍정적으로 기여할 수 있다. 또한, 확장을 나타내는 것이 단부 마루부 및 단부 골부이기 때문에, 강성이 가장 필요한 곳 부근, 즉 제1 및 제2 단부 부분 및 중심 부분 사이의 천이 영역 부근에서 강성이 증가한다. 추후에 도시되는 바와 같이, 본 발명은 서로에 대해 "회전된" 플레이트를 포함하는 플레이트 팩 및 서로에 대해 "뒤집어진" 플레이트를 포함하는 플레이트 팩 모두에 성공적으로 적용될 수 있다. 당연하게도, 성공적인 적용은 플레이트 팩 내의 나머지 열전달 플레이트의 설계에 의존한다.
제1 및 제3 포트 구멍은 종방향 중심축의 일 측면 상에 배열될 수 있고, 제2 및 제4 포트 구멍은 종방향 중심축의 대향 측면 상에 배열될 수 있다. 이로써, 열전달 플레이트는 소위 평행 유동 유형의 판형 열교환기에의 사용에 적합할 수 있다. 이러한 평행-유동 열교환기는 단지 하나의 플레이트 유형만을 포함할 수 있다. 대신에 제1 및 제4 포트 구멍이 종방향 중심축의 동일한 일 측면에 배열되고, 제2 및 제3 포트 구멍이 종방향 중심축의 다른쪽 동일 측면에 배열된다면, 플레이트는 소위 사류형 판형 열교환기에의 적용에 적합할 수 있다. 이러한 사류형 열교환기는 전형적으로 하나보다 많은 유형의 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 적어도 복수의 단부 마루부는 각각의 상부 부분의 제2 폭을 획득하기 위하여 뒤축부(heel)와 같은 개별적인 돌출부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 적어도 복수의 단부 골부는 각각의 저부 부분의 제4 폭을 획득하기 위하여 뒤축부와 같은 개별적인 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부의 제공은 단부 마루부 및 골부, 특히 그것의 상부 부분 및 저부 부분의 소정의 확장을 획득하는 확실한 방식에 기여한다.
대안적으로, 상기 적어도 복수의 단부 마루부 및 상기 적어도 복수의 단부 골부는 확장을 획득하기 위해 2개의 개별적인 대향 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 적어도 복수의 단부 마루부의 돌출부는 열전달 플레이트의 장변 에지와 같은 제1 에지를 향하도록 돌출할 수 있다. 또한, 상기 적어도 복수의 단부 골부의 돌출부는 열전달 플레이트의 대향 장변 에지와 같은 제2 에지를 향하도록 돌출할 수 있다.
대안적으로, 상기 적어도 복수의 단부 마루부 및 상기 적어도 복수의 단부 골부의 돌출부는 열전달 플레이트의 동일한 에지와 대향하도록 돌출할 수 있다.
열전달 플레이트는, 상기 적어도 복수의 단부 마루부의 상부 부분 및 상기 적어도 복수의 단부 골부의 저부 부분이 각각 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 및 제2 부분이 가상의 마루선 및 골선을 따라 연속적으로 배열되게 구성될 수 있다. 제2 부분은, 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라서, 제1 부분보다 더 넓을 수 있다. 제2 부분은 제1 분배 영역 내에서 제1 부분보다 제1 경계선에 더 가까울 수 있다. 유사하게, 제2 부분은 제2 분배 영역 내에서 제1 부분보다 제2 경계선에 더 가까울 수 있다. 그로 인해, 열전달 플레이트는 제1 및 제2 경계선에 가능한 한 근접한 곳, 즉 강도가 가장 필요한 곳에 증가된 강도를 제공할 수 있다.
제1 및 제2 부분은 일체식으로 형성될 수 있다.
상기 적어도 복수의 단부 마루부는 상기 적어도 복수의 단부 골부의 역전 형태일 수 있다. 즉, 플레이트의 전면에서 본 상기 적어도 복수의 단부 마루부는 플레이트의 후면에서 본 상기 적어도 복수의 단부 마루부(플레이트의 전면에서 본 상기 적어도 복수의 단부 골부)와 본질적으로 동일한 형태 또는 형상 및 크기를 가질 수 있지만, 동일한 배향을 가질 필요는 없다. 그로 인해, 접촉 영역의 크기는 최대화될 수 있다.
상기 적어도 복수의 단부 마루부에는 포함되지 않는 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 분배 마루부의 상부 부분, 및 상기 적어도 복수의 단부 골부에는 포함되지 않는 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 분배 골부의 저부 부분은 그들의 종방향 연장부를 따라 본질적으로 동일한 폭과 본질적으로 균일한 폭을 가질 수 있다. 이것은 "뒤집어진" 플레이트뿐만 아니라 "회전된" 플레이트의 경우에도 최대 크기 접촉 영역의 형성을 촉진할 수 있다.
분배 마루부 및 분배 골부, 그리고 그것의 상부 부분 및 저부 부분의 길이는 가상의 마루선 및 골선에 평행하게 측정된다. 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 단부 마루부가 아닌 분배 마루부의 상부 부분, 및 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 단부 골부가 아닌 분배 골부의 저부 부분은 본질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 이것은 "뒤집어진" 플레이트 뿐만 아니라 "회전된" 플레이트의 경우에도 최대 크기 접촉 영역의 형성을 촉진할 수 있다.
복수의 분배 마루부는 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 가상의 마루선의 각각을 따라 배열될 수 있다. 또한, 복수의 분배 골부는 적어도 복수의(대부분 또는 심지어 모든) 가상의 골선의 각각을 따라 배열될 수 있다. 이것은 적어도 복수의 가상의 마루선과 골선을 따라 복수의 분리된 접촉 영역의 형성을 촉진할 수 있다.
제1 및 제2 경계선은 직선이 아닐 수 있고, 즉 종방향 중심축에 수직하지 않게 연장할 수 있다. 그로 인해, 대신에 제1 및 제2 경계선이 직선이었고 제1 및 제2 경계선이 열전달 플레이트의 굽힘 선(bending line) 역할을 할 수 있었던 경우와 비교할 때, 열전달 플레이트의 굽힘 강도가 증가할 수 있다.
제1 및 제2 경계선은 열전달 영역을 향해 볼록해지도록 만곡 또는 아치 또는 볼록한 형태일 수 있다. 이러한 만곡된 제1 및 제2 경계선은 상응하는 직선형의 제1 및 제2 경계선보다 더 길고, 이는 분배 영역의 더 큰 "유출구" 및 더 큰 "유입구"를 초래한다. 결국, 이는 열전달 플레이트의 폭에 걸친 유체의 분배 및 열전달 영역을 통과한 유체의 수집에 기여한다. 이로써, 분배 및 수집 효율을 유지하면서 분배 영역이 더 작게 형성될 수 있다.
상기 적어도 복수의 단부 마루부 각각은 상기 적어도 복수의 단부 골부 각각에 완전히 인접하게, 즉 0만큼의 거리를 두고 배열될 수 있다. 완전히 인접한 단부 마루부 및 단부 골부의 각각의 쌍의 단부 마루부 및 단부 골부의 돌출부는 서로를 멀어지는 방향을 향할 수 있다. 완전히 인접한 단부 마루부 및 단부 골부는 완전할 수 있고, 즉 중첩되지 않는다. 단부 마루부를 바로 단부 골부 내로 천이하게 함으로써, 단부 마루부 및 단부 골부 사이의 굽힘 조인트로서 기능할 수 있는 평면 플레이트 부분이 방지되고 그로 인해 플레이트의 강도가 승인된다.
각각의 단부 마루부의 상부 부분은 제1 평면 내의 가상의 원 외측에서만 연장할 것이고, 상기 원은 인접 단부 마루부의 상부 부분 상의 가장 근접한 점과 일치하는 중심을 가지고, 상기 중심에서부터 상기 각각의 단부 마루부의 상부 부분의 에지를 향해 상응하는 가상의 마루선에 수직하도록 그려지는 가상의 선의 길이와 동일한 반지름을 갖는다. 그로 인해, 열전달 플레이트를 포함하는 열교환기 내의 유체 유동의 제한을 초래할 수 있는, 인접한 분배 마루부 간의 거리가 인접한 단부 마루부 사이에서 더 작아지도록 하지 않는 것을 보장할 수 있다.
제2 포트 구멍과 가장 근접하게 배열된 제1 분배 영역 내의 다수의 가상의 마루선이 제2 포트 구멍에서 볼 때 볼록하도록 만곡될 수 있다. 유사하게, 제4 포트 구멍과 가장 근접하게 배열된 제2 분배 영역 내의 다수의 가상의 마루선이 제4 포트 구멍에서 볼 때 볼록하도록 만곡될 수 있다. 또한, 제1 포트 구멍과 가장 근접하게 배열된 제1 분배 영역 내의 다수의 가상의 골선이 제1 포트 구멍에서 볼 때 볼록하도록 만곡될 수 있다. 유사하게, 제3 포트 구멍과 가장 근접하게 배열된 제2 분배 영역 내의 다수의 가상의 골선이 제3 포트 구멍에서 볼 때 볼록하도록 만곡될 수 있다. 이것은 열전달 플레이트의 폭을 가로지르는 유체의 분배 영역 및 열전달 영역을 통과한 유체의 수집에 기여한다.
제2 분배 패턴, 제2 경계선, 제3 포트 구멍 및 제4 포트 구멍은, 종방향 중심축에 수직으로 연장되는 열전달 플레이트의 횡방향 중심축을 따라서, 제1 분배 패턴, 제1 경계선과 제1 포트 구멍 및 제2 포트 구멍 각각과 거울상일 수 있다. 이것은 서로에 관하여 "회전된" 또는 "뒤집어진" 것과 관계없이, 열전달 플레이트와 동일하게 설계된 다른 열전달 플레이트 사이의 접촉 영역의 최적화된 형성을 가능하게 할 것이다.
열전달 플레이트는, 제1 및 제2 분배 영역과 열전달 영역 내에서 열전달 플레이트 및 제1 평면으로 둘러싸인 제1 부피가 열전달 플레이트 및 제2 평면으로 둘러싸인 제2 부피와 상이하도록 구성될 수 있다. 이것은 열전달 플레이트와 동일하게 설계된 다른 열전달 플레이트에 의해 3개의 다른 채널 부피의 형성을 가능하게 한다. 더욱 상세하게는, 하나의 열전달 플레이트가 다른 열전달 플레이트에 대해 "뒤집어진" 형태일 수 있고, 여기서 전면이 서로 대향하는 2개의 열전달 플레이트의 배열은 제1 채널 부피를 초래하고, 후면이 서로 대향하는 2개의 열전달 플레이트의 배열은 제2 채널 부피를 초래한다. 대안적으로, 하나의 열전달 플레이트가 다른 열전달 플레이트에 대해 "회전된" 형태일 수 있는데, 이는 하나의 열전달 플레이트의 전면이 다른 열전달 플레이트의 후면과 대향하는 것과 제3 채널 부피를 초래한다. 따라서, 이렇게 구성된 열전달 플레이트를 포함하는 플레이트 팩 내의 열전달 플레이트의 "뒤집어짐"은 비대칭의 채널을 초래하고, 매 두 번째 채널마다 나머지 채널보다 더 큰 부피를 갖는데, 이는 일부 용례에서 바람직할 것이다. 또한, 이렇게 구성된 열전달 플레이트를 포함하는 플레이트 팩 내의 열전달 플레이트의 "회전"은 모두 동일한 부피를 갖는 대칭의 채널을 초래할 수 있고, 이는 다른 응용분야에서 바람직할 수 있다.
열전달 플레이트는, 분배 마루부 및 분배 골부로 둘러싸인 상기 영역 내에서, 제1 평면과 제2 평면 사이의 중간을 연장하는 중심 평면으로부터 변위된 제3 평면 내에서 적어도 부분적으로 연장할 수 있다. 이것은 열전달 플레이트의 상이한 제1 및 제2 부피를 얻기위한 하나의 방식이 될 수 있다.
열전달 패턴은 중심 평면에 대해서 교호식으로 배열된 열전달 마루부 및 열전달 골부를 포함할 수 있다. 분배 마루부의 각각의 상부 부분은 제1 평면 내에 연장할 수 있고 분배 골부의 각각의 저부 부분은 제2 평면 내에 연장할 수 있다. 분배 마루부는 분배 골부보다 더 첨형일 수 있다. 즉, 열전달 마루부 및 골부의 종방향 연장부에 수직하게 취해진 열전달 패턴의 단면에서 보듯이, 열전달 골부의 저부 부분의 연장부는 열전달 마루부의 상부 부분의 연장부를 초과할 수 있다. 이것은 열전달 플레이트의 상이한 제1 및 제2 부피를 획득하는 하나의 방식이 될 수 있다.
본 발명에 따른 열전달 플레이트의 상술된 전부는 아니더라도 대부분의 이점은, 플레이트 팩 내에서 열전달 플레이트가 다른 적절하게 구성된 열전달 플레이트와 함께 결합될 때 나타나는 것에 주의해야 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 양상 및 이점이 하기의 상세한 설명과 도면에 나타날 것이다.
이제 본 발명은 첨부된 개략도를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 열전달 플레이트의 개략적인 평면도이다.
도 2는 플레이트 팩의 외부에서 본, 플레이트 팩 내의 인접한 열전달 플레이트들의 접촉하는 외부 에지를 도시한다.
도 3은 도 1의 열전달 플레이트의 열전달 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4a는 도 1의 열전달 플레이트의 제1 분배 영역의 확대도를 포함한다.
도 4b는 도 1의 열전달 플레이트의 제2 분배 영역의 확대도를 포함한다.
도 5a는 도 1의 열전달 플레이트의 제1 또는 제2 분배 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5b는 도 1의 열전달 플레이트의 제1 또는 제2 분배 영역의 다른 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 열전달 플레이트의 제1 분배 영역의 일부분의 확대도를 포함한다.
도 7은 도 6의 확대도를 포함하고, 제1 및 제2 분배 영역의 단부 마루부 연장부의 범위를 도시한다.
도 1은 도입부에 기재된 개스킷처리된 판형 열교환기의 열전달 플레이트(2a)를 도시한다. 완전히 도시되지는 않은, 개스킷처리된 PHE는 열전달 플레이트(2a)와 유사한 열전달 플레이트들의 팩(2), 즉 개스킷에 의해 분리되는 유사한 열전달 플레이트들의 팩을 포함하고, 이것 또한 유사하고 도시되지 않는다. 도 2를 참조하면, 플레이트 팩에서, 플레이트(2a)의 전면(4)(도 1에서 도시됨)은 인접한 플레이트(2b)와 대향하는 반면, 플레이트(2a)의 후면(6)(도 1에서는 보이지 않지만 도 2에서 도시됨)은 다른 인접한 플레이트(2c)와 대향한다.
도 1을 참조하면, 열전달 플레이트(2a)는 필수적으로 직사각형의 스테인리스강 시트이다. 그것은 제1 단부 부분(8)을 포함하여, 제1 포트 구멍(10), 제2 포트 구멍(12) 및 제1 분배 영역(14)를 포함한다. 플레이트(2a)는 제2 단부 부분(16)을 더 포함하여, 제3 포트 구멍(18), 제4 포트 구멍(20) 및 제2 분배 영역(22)을 포함한다. 플레이트(2a)는 중심 부분(24)을 더 포함하며, 열전달 영역(26) 및 외부 에지 부분(28)을 포함하며, 이 외부 에지 부분은 제1 단부 부분(8) 및 제2 단부 부분(16)와 중심 부분(24) 주위로 연장한다. 제1 단부 부분(8)은 제1 경계선(30)을 따라 중심 부분(24)과 맞닿아 있는 반면, 제2 단부 부분(16)은 제2 경계선(32)을 따라 중심 부분(24)과 맞닿아있다. 제1 및 제2 경계선(30, 32)은 서로를 향해 볼록하도록 아치 형태로 되어있다. 도 1로부터 명백한 것처럼, 제1 단부 부분(8), 중심 부분(24) 및 제2 단부 부분(16)은 플레이트(2a)의 횡방향 중심축(T)에 대해 수직으로 연장하는 플레이트(2a)의 종방향 중심축(L)을 따라 연속적으로 배열된다. 또한, 도 1에 명확하게 도시된 바와 같이, 제1 및 제3 포트 구멍(10, 18)은 종방향 중심축(L)의 동일한 일 측면 상에 배열되는 반면, 제2 및 제4 포트 구멍(12, 20)은 종방향의 중심축(L)의 다른쪽 일 측면 상에 배열된다. 열전달 플레이트(2a)는 전면(4)에서 바라보았을 때, 전면 개스킷 홈(34) 및 후면(6)에서 바라보았을 때, 후면 개스킷 홈(도시 생략)을 포함한다. 전면 및 후면 개스킷 홈은 서로 부분적으로 정렬되고 각각의 개스킷을 수용하도록 배열된다.
종래의 방식에서, 열전달 플레이트(2a)는 소정의 구조, 더욱 상세하게는 열전달 플레이트의 다른 부분 내에 상이한 주름 패턴이 되도록 압축 성형 도구(pressing tool) 내에서 압축 성형된다. 도입부를 통해 논의된 바와 같이, 주름 패턴은 각각의 플레이트 부분의 특정한 기능을 위해 최적화된다. 따라서, 제1 분배 영역(14)에는 제1 분배 패턴이 제공되고, 제2 분배 영역(22)에는 제2 분배 패턴이 제공되며 열전달 영역(26)에는 열전달 패턴이 제공된다. 또한, 외부 에지 부분(28)은 외부 에지 부분을 더 단단하게 하여, 이로써 열전달 플레이트(2a)를 더욱 내변 형성이 되게 만드는 주름(36)을 포함한다. 또한, 주름(36)은, PHE의 플레이트 팩 내의 인접한 열전달 플레이트의 주름과 접촉하도록 배열된다는 점에서 지지 구조를 형성한다. 열전달 플레이트(2a)와 플레이트 팩의 인접한 2개의 열전달 플레이트들(2b, 2c) 간의 주변 접촉을 도시하는 도 2를 다시 참조하면, 주름(36)은 도 1의 도면 평면에 평행한 제1 평면(38) 및 제2 평면(40) 사이 및 내에서 연장한다. 중심 평면(42)은 제1 평면(38)과 제2 평면(40) 사이의 중간에서 연장하고, 전면 개스킷 홈(34) 및 후면 개스킷 홈의 각각의 저부는 이 중심 평면(42), 즉, 소위 반평면 내에서 연장한다.
열전달 패턴은 소위 헤링본 유형이고, 종방향 중심축(L)을 따라 교호식으로 배열된 V-형상의 열전달 마루부(44) 및 열전달 골부(46)를 포함한다. 열전달 마루부와 골부(44, 46)의 종방향 연장부에 대해 수직으로 취해진, 열전달 영역(26) 내의 플레이트(2a)의 단면을 개략적으로 도시하는 도 3을 참조하면, 열전달 마루부(44)와 골부(46)는 제1 평면(38)과 제2 평면(40) 사이 및 내에서 연장한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 열전달 마루부 및 골부(44, 46)는 중심 평면(42)에 대하여 대칭이 아니다. 대신에, 열전달 골부(46)는 열전달 마루부(44)보다 더 넓거나 또는 덜 첨형이다. 결과적으로, 열전달 영역(26) 내에서, 플레이트(2a)와 제1 평면(38)으로 둘러싸인 제1 부피(V1)는 플레이트(2a)와 제2 평면(40)으로 둘러싸인 제2 부피(V2)보다 클 것이다.
플레이트(2a)의 부분의 확대를 보여주는 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 유사한 제1 및 제2 분배 패턴은 각각 긴 분배 마루부(50)와 긴 분배 골부(52)를 포함한다. 분배 마루부(50)는 세트(set)로 분할된다. 각 세트의 분배 마루부(50)는 다수의 분리된 가상의 마루선(54) 중 하나를 따라 종방향으로 연장하여 배열되며, 이 가상의 마루선 중 일부만이 도 4a 및 도 4b에 점선으로 도시된다. 유사하게, 분배 골부(52)는 세트로 분할된다. 각 세트의 분배 골부(52)는 다수의 분리된 가상의 골선(56) 중 하나를 따라 종방향으로 연장하여 배열되며, 이 가상의 골선 중 일부만이 도 4a 및 도 4b에 도시된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 분배 영역(14)에서 가상의 마루선(54)은 제1 경계선(30)에서부터 제1 포트 구멍(10)을 향해 연장하는 반면, 가상의 골선(56)은 제1 경계선(30)에서부터 제2 포트 구멍(12)을 향해 연장한다. 유사하게, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 분배 영역(22)에서 가상의 마루선(54)은 제2 경계선(32)에서부터 제3 포트 구멍(18)을 향해 연장하는 반면, 가상의 골선(56)은 제2 경계선(32)에서부터 제4 포트 구멍(20)을 향해 연장한다. 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 분배 마루부 및 골부의 가장 큰 세트에서 가상의 마루선 및 골선(54, 56)은 제1 및 제2 경계선(30, 32)의 각각 하나를 향해 볼록하게 만곡되는 반면, 나머지, 즉 분배 마루부 및 골부의 가장 작은 세트에서 가상의 마루 및 골선(54, 56)은 본질적으로 직선이다. 가상의 마루선 및 골선(54, 56)은 각각의 제1 및 제2 분배 영역(14, 22) 내에 가상의 격자를 형성하도록 서로 교차한다. 이러한 격자는 메쉬를 포함하고, 제1 및 제2 경계선(30, 32)에 바로 인접한 메쉬는 개방되고, 나머지 메쉬는 폐쇄된다.
도 5a는 2개의 인접한 가상의 골선(56) 사이에서 취해진 제1 및 제2 분배 영역(14, 22)의 단면을 개략적으로 도시하고, 도 5b는 2개의 인접한 가상의 마루선(54) 사이에서 취해진 제1 및 제2 분배 영역(14, 22)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 5a 및 도 5b로부터 명백한 것처럼, 분배 마루부(50)의 각각의 상부 부분(58)은 제1 평면(38) 내에서 연장하고, 분배 골부(52)의 각각의 저부 부분(60)은 제2 평면(40) 내에서 연장한다. 또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 격자의 각각의 메쉬를 형성하는 분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)는, 폐쇄 메쉬의 경우 완전하게, 개방 메쉬의 경우 부분적으로, 삼각형 또는 사각형 영역(62)을 둘러싼다. 이 영역(62)은 제2 평면(40)과 중심 평면(42) 사이에 배열된 제3 평면(64) 내에 연장된다. 제1 및 제2 분배 영역(14, 22)에서, 제3 평면(64)이 중심 평면(42)으로부터 변위되기 때문에, 플레이트(2a)와 제1 평면(38)에 의해 둘러싸인 제1 부피(V1)는 플레이트(2a)와 제2 평면(40)에 의해 둘러싸인 제2 부피(V2)보다 클 것이다.
동일한 가상의 마루선(54)을 따르는 2개의 인접한 분배 마루부(50) 사이 및 동일한 가상의 골선(56)을 따르는 2개의 인접한 분배 골부(52) 사이에서, 플레이트(2a)는 여기서 중심 평면(42) 내에 연장한다(하지만 이는 다른 실시예에서 상이할 수 있다).
제1 분배 영역(14)에서 제1 경계선(30)과 가장 근접하게 배열되고 제2 분배 영역(22)에서 제2 경계선(32)과 가장 근접하게 배열되는, 각각의 가상의 마루선(54)을 따르는 분배 마루부(50)는 개별적인 단부 마루부(66)를 형성한다. 같은 방식으로, 제1 분배 영역(14)에서 제2 경계선(30)과 가장 근접하게 배열되고 제2 분배 영역(22)에서 제2 경계선(32)과 가장 근접하게 배열되는, 각각의 가상의 골선(56)을 따르는 분배 골부(52)는 개별적인 단부 골부(68)를 형성한다. 플레이트(2a)의 전면(4)에서 볼 때의 단부 마루부(66) 및 플레이트(2a)의 대향 후면에서 볼 때의 단부 골부(68)는, 그들이 단부 마루부를 형성하는 위치에서, 같은 형상을 갖는다. 이것은 단부 마루부(66)는 단부 골부(68)가 역전된 것임을 의미한다. 각각의 단부 마루부(66)는 각각의 단부 골부(68) 바로 옆에 배열된다.
분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)의 폭, 및 특히 그것의 상부 부분 및 저부 부분(58, 60)은 각각 가상의 마루선(54) 및 가상의 골선(56)에 대해 수직하게 측정된다. 단부 마루부(66)가 아닌 분배 마루부(50)의 상부 부분(58), 및 단부 골부(68)가 아닌 분배 골부(52)의 저부 부분(60)은 같은 폭(w1=w3, 도 5a 및 도 5b에 도시됨)을 갖고, 그 폭은 본질적으로 그들의 전체 종방향 연장부를 따라 일정하다. 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 분배 골부(52)의 저부 부분(60)의 길이는 그들의 종방향 연장이며, 이것은 각각의 가상의 마루선 및 골선(54, 56)에 평행하게 측정된다. 도 4a 및 도 4b로부터 명백한 것처럼, 단부 마루부(66) 및 단부 골부(68)를 제외한 대부분의 분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)의 상부 부분 및 저부 부분(58, 60)은 본질적으로 동일한 길이를 갖는다(포트 구멍(10, 12, 18 및 20)에 가장 인접한 것은 제외).
단부 마루부(66) 및 단부 골부(68)는 나머지 분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)의 형상에 어긋난 형상을 갖는다. 도 6은 도 1에서 가상의 선으로 그려진 박스 내부의 제1 분배 영역(14)의 확대도를 포함한다. 도 6으로부터 명백한 것처럼, 단부 마루부(66)의 상부 부분(58) 및 단부 골부(68)의 저부 부분(60)은 각각 상응하는 가상의 마루선 및 골선(54, 56)을 따라 연속적으로 배열된 제1 부분(70)과 제2 부분(72)을 포함한다. 제1 분배 영역(14) 내에서 제2 부분(72)은 제1 경계선(30)에 가장 인접한 부분이며, 제2 분배 영역(22) 내에서 제2 부분(72)은 제2 경계선(32)에 가장 인접한 부분이다(경계선(30, 32)은 도 1에 도시된다). 제1 부분의 폭들은 동일하다(w1=w3). 각각의 제2 부분(72)은 단부 마루부(66)에 대해서는 74로, 단부 골부(68)에 대해서는 76으로 표시되는 외부 뒤축부(heel) 또는 돌출부를 포함하고, 이는 그에 상응하는 단부 마루부(66) 또는 단부 골부(68) 및 그것의 상부 부분 및 저부 부분(58, 60)의 국부적인 확장을 초래한다. 따라서, 그들의 종방향 연장부의 일부를 따라서, 제2 부분은 w1=w3 보다 큰 폭(w2=w4)을 갖는다.
도면으로부터 명백한 것처럼, 단부 마루부(66)의 돌출부(74)는 열전달 플레이트(2)의 제1 에지(73)(도 1에 도시됨)와 대향하도록 돌출하고, 단부 골부(68)의 돌출부(76)는 열전달 플레이트(2)의 대향 제2 에지(75)(도 1에 도시됨)와 대향하도록 돌출한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 한쪽의 제1 포트 구멍(10), 제2 포트 구멍(12), 제1 경계선(30) 및 제1 분배 패턴을 포함하는 제1 분배 영역(14)과 다른 한쪽의 제3 포트 구멍(18), 제4 포트 구멍(20), 제2 경계선(32), 제2 분배 패턴을 포함하는 제2 분배 영역(22)은 횡방향 중심축(T)에 대해 서로 대칭이거나 거울상이다.
전술된 바와 같이, 플레이트 팩에서, 플레이트(2a)는 플레이트들(2b, 2c) 사이에 배열된다. 플레이트들(2b, 2c)은 플레이트(2a)에 대하여 "뒤집어진" 또는 "회전된" 배열일 수 있다.
플레이트들(2b, 2c)이 플레이트(2a)에 대하여 "뒤집어진" 배열일 때, 플레이트(2a)의 전면(4) 및 후면(6)은 각각 플레이트(2b)의 전면(4) 및 플레이트(2c)의 후면(6)과 대향한다. 이것은 플레이트(2a)의 마루부가 플레이트(2b)의 마루부와 접촉하고, 플레이트(2a)의 골부가 플레이트(2c)의 골부와 접촉할 것임을 의미한다. 더욱 구체적으로는, 플레이트(2a)의 열전달 마루부(44) 및 열전달 골부는, 점 형태 접촉 영역 내에서, 각각 플레이트(2b)의 열전달 마루부(44) 및 플레이트(2c)의 열전달 골부(46)와 접촉할 것이다. 또한, 플레이트(2a)의 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 분배 골부(52)의 저부 부분(60)은, 긴 접촉 영역 내에서, 각각 플레이트(2b)의 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 플레이트(2c)의 분배 골부(52)의 저부 부분(60)과 접촉할 것이다. 단부 마루부(66)와 단부 골부의 뒤축부(74, 76) 때문에, 제1 및 제2 경계선(30, 32)과 가장 근접한 접촉 영역이 국부적으로 확장되어, 열전달 및 분배 영역들(26, 14, 22) 간 천이부에 근접한 플레이트 팩에 추가적인 강도(strength)를 제공할 것이다. 플레이트들(2a, 2b)이 V1의 2배의 부피를 갖는 채널(channel)을 형성함과 동시에, 플레이트들(2a, 2b)은 V2의 2배의 부피를 갖는 채널을 형성할 것이며, 즉, V1이 V2보다 크기 때문에 2개의 비대칭한 채널을 형성할 것이다.
플레이트들(2b, 2c)이 플레이트(2a)에 대하여 "회전된" 배열이라면, 플레이트(2a)의 전면(4) 및 후면(6)은 각각 플레이트(2b)의 후면(6) 및 플레이트(2c)의 전면(4)과 대향한다. 이것은 플레이트(2a)의 마루부가 플레이트(2b)의 골부와 접촉할 것이고, 반면 플레이트(2a)의 골부는 플레이트(2c)의 마루부와 접촉할 것임을 의미한다. 더욱 구체적으로는, 플레이트(2a)의 열전달 마루부(44) 및 열전달 골부는, 점 형태의 접촉 영역 내에서, 각각 플레이트(2b)의 열전달 골부(46) 및 플레이트(2c)의 열전달 마루부(44)와 접촉할 것이다. 또한, 플레이트(2a)의 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 분배 골부(52)의 저부 부분(60)은, 긴 접촉 영역에서, 각각 플레이트(2b)의 분배 골부(52)의 저부 부분(60) 및 플레이트(2c)의 분배 마루부(50)의 상부 부분(58)과 접촉할 것이다. 단부 마루부(66) 및 단부 골부의 뒤축부(74, 76) 때문에, 제1 및 제2 경계선(30, 32)과 가장 근접한 접촉 영역이 국부적으로 확장되어 열전달 및 분배 영역들(26, 14, 22) 간 천이 부분에 근접한 플레이트 팩에 추가적인 강도를 제공할 것이다. 플레이트들(2a, 2b)이 V1와 V2를 합한 부피를 갖는 채널을 형성함과 동시에, 플레이트들(2a, 2b)이 V1와 V2를 합한 부피를 갖는 채널을 형성할 것이며, 즉, 2개의 대칭한 채널을 형성할 것이다.
상술된 본 발명의 실시예는 단지 예로서만 간주되어야 한다. 관련 기술분야의 기술자는 논의된 본 실시예가 본 발명의 개념에서 벗어나지 않는 다수의 방식을 통해 변경될 수 있다는 점을 인지한다.
예를 들면, 열전달 영역은 상술된 것 이외에 다른 열전달 패턴, 대칭 및 비대칭 모두와, 헤링본 유형 및 다른 유형을 모두 포함할 수 있다.
유사하게, 제1 및 제2 분배 영역은 상술된 것 이외에 다른 분배 패턴을 포함할 수 있다. 일례로, 제3 평면은 제1 평면과 도면에 도시된 것보다 더 가까이 또는 더 멀리 배열될 수 있다. 다른 일례로, 제1 및 제2 분배 패턴은 비대칭일 필요가 없고, 즉, 제3 평면이 중심 평면과 일치할 수 있다.
상술된 플레이트 팩은 오직 1개 유형의 플레이트를 포함한다. 대신에, 플레이트 팩은, 다르게 구성되는 열전달 패턴을 갖는 플레이트와 같이 2개 이상의 상이한 유형의 플레이트를 포함할 수 있다.
단부 마루부 및 단부 골부 모두에 뒤축부가 제공될 필요는 없다. 일부 또는 모든 단부 마루부의 뒤축부는 일부 또는 모든 단부 골부의 뒤축부와 형태 및/또는 크기가 상이할 수 있다. 또한, 분배 마루부 및 분배 골부의 대안적인 설계가 가능하다. 일례로, 모든 분배 마루부 및 골부는 직선일 수 있고, 및/또는 다양한 길이 및 폭과 같이 다양한 설계를 가질 수 있다.
뒤축부는 도면에 도시된 것처럼 설계될 필요가 없으며, 일례로, 더 크거나 작을 수 있다. 도 7은 뒤축부의 가능한 최대의 연장부를 도시한다. 바람직하게는, 제1 단부 마루부(66a)의 상부 부분(58)이 제1 평면(38) 내의 특정한 가상의 원(78)(부채꼴 부분(78')만이 도시됨) 내측에서 연장되지 않아야 한다. 가상의 원(78)은 인접 제2 단부 마루부(66b)의 상부 부분(58) 상의 점(P)과 동일한 중심(C)을 가지며, 이 점은 제1 단부 마루부(66)와 가장 근접한다. 또한, 가상의 원(78)은 가상의 원(78)의 중심(C)에서부터 제1 단부 마루부(66a)의 상부 부분(58)의 에지(80)를 향하여, 제2 단부 마루부(66b)가 따라서 배열되는 가상의 마루선(54)에 수직하도록 그려진 가상의 선의 길이와 동일한 반지름(r)을 갖는다.
제1 및 제2 경계선은 만곡될 필요가 없으며, 다른 형태를 가질 수 있다. 일례로, 직선이거나 지그재그 형상일 수 있다.
열전달 플레이트는 추가적으로 EP 2957851, EP 2728292 또는 EP 1899671에 개시된 바와 같이 열전달 및 분배 영역들 사이에 천이 밴드를 포함할 수 있다. 이러한 플레이트는 "뒤집어질 수 있는" 및 "회전할 수 있는" 형태가 아닐 수 있다.
본 발명은 개스킷처리된 판형 열교환기에만 제한되지 않고, 용접, 반-용접, 브레이징 및 융착 처리된(fusion-bonded) 판형 열교환기에도 사용될 수 있다.
열전달 플레이트는 반드시 직사각형일 필요는 없고, 직각의 코너 대신 둥근 코너를 갖는 본질적으로는 직사각형, 원형 또는 타원형과 같은 다른 형상일 수 있다. 열전달 플레이트는 반드시 스테인리스강으로 이루어질 필요는 없고, 티타늄 또는 알루미늄과 같은 다른 재료로 이루어질 수 있다.
분배 마루부 및 골부로 둘러싸인 삼각형 및 사각형 영역은 반드시 평평할 필요는 없으며 제3 평면 내에서 완전히 연장할 필요는 없다.
본원에서 사용된 전면, 후면, 제1, 제2, 제3 등의 용어는 단지 세부 사항을 구분하기 위한 것이며, 세부 사항 간의 어떠한 종류의 배향 또는 상호간의 순서를 표현하는 것이 아니라는 점이 강조되어야 한다.
또한, 본 발명과 관련없는 세부 사항에 대한 설명은 생략되었으며, 도면은 단지 개략적이고 실척이 아니라는 점이 강조되어야 한다. 일부 도면은 다른 도면에 비해 더욱 간략하게 되어 있다. 따라서, 일부 구성요소는 일 도면에 도시될 수 있지만 다른 도면에서는 생략될 수 있다.

Claims (15)

  1. 열전달 플레이트(2)이며, 상기 열전달 플레이트는 종방향 중심축(L)을 따라 연속적으로 배열되는 제1 단부 부분(8), 중심 부분(24) 및 제2 단부 부분(16)을 포함하고, 제1 단부 부분(8)은 제1 및 제2 포트 구멍(10, 12), 및 제1 분배 패턴이 제공된 제1 분배 영역(14)을 포함하고, 제2 단부 부분(16)은 제3 및 제4 포트 구멍(18, 20), 및 제2 분배 패턴이 제공된 제2 분배 영역(22)을 포함하고, 중심 부분(24)은 제1 및 제2 분배 패턴과는 상이한 열전달 패턴이 제공된 열전달 영역(26)을 포함하고, 제1 단부 부분(8)은 제1 경계선(30)을 따라 중심 부분(24)에 인접하고 제2 단부 부분(16)은 제2 경계선(32)을 따라 중심 부분(24)에 인접하며, 제1 및 제2 분배 패턴은 분배 마루부 및 분배 골부(50, 52)를 포함하고, 분배 마루부(50)의 각각의 상부 부분(58)은 제1 평면(38) 내에서 연장하고 분배 골부(52)의 각각의 저부 부분(60)은 제2 평면(40) 내에서 연장하며, 제1 및 제2 평면(38, 40)은 서로 평행하고, 분배 마루부(50)는 제1 경계선(30)에서부터 제1 분배 영역(8) 내의 제1 포트 구멍(10)으로 연장하고 제2 경계선(32)에서부터 제2 분배 영역(16) 내의 제3 포트 구멍(18)으로 연장하는 다수의 분리된 가상의 마루선(54)을 따라 종방향으로 연장하고, 중심 부분(24)에 가장 근접하게 배열된 각각의 가상의 마루선(54)을 따르는 분배 마루부(50)는 단부 마루부(66)를 형성하고, 분배 골부(52)는 제1 경계선(30)에서부터 제1 분배 영역(8) 내의 제2 포트 구멍(12)으로 및 제2 경계선(32)에서부터 제2 분배 영역(16) 내의 제4 포트 구멍(20)으로 연장하는 다수의 분리된 가상의 골선(56)을 따라 종방향으로 연장하고, 중심 부분(24)에 가장 근접하게 배열된 각각의 가상의 골선(56)을 따르는 분배 골부(52)는 단부 골부(68)를 형성하고, 가상의 마루선(54) 및 가상의 골선(56)은 제1 및 제2 분배 영역(14, 22)의 각각 내에 격자를 형성하고, 격자의 각각의 메쉬를 형성하는 분배 골부(52) 및 분배 마루부(50)는 열전달 플레이트(2)가 제1 평면(38)으로부터 0보다 큰 거리, 제2 평면(40)으로부터 0보다 큰 거리에서 연장하는 영역(62)을 둘러싸고, 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 분배 골부(52)의 저부 부분(60)의 폭은 가상의 마루선 및 가상의 골선(54, 56)에 수직으로 측정되는 열전달 플레이트에 있어서, 적어도 복수의 단부 마루부(66)의 상부 부분(58)은 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라 나머지 분배 마루부(52)의 상부 부분(58)의 제1 폭(w1)을 초과하는 제2 폭(w2)을 가지고, 적어도 복수의 단부 골부(68)의 저부 부분(60)은 적어도 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라, 나머지 단부 골부(52)의 저부 부분(60)의 제3 폭(w3)을 초과하는 제4 폭(w4)을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전달 플레이트(2).
  2. 제1항에 있어서, 제1 및 제3 포트 구멍(10, 18)이 종방향 중심축(L)의 일 측면에 배열되고, 제2 및 제4 포트 구멍(12, 20)이 종방향 중심축(L)의 다른 측면에 배열되는, 열전달 플레이트(2).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 복수의 단부 마루부(66)는 각각의 상부 부분(58)의 제2 폭(w2)을 획득하기 위해 각각의 돌출부(74)를 포함하고, 상기 적어도 복수의 단부 골부(68)는 각각의 저부 부분(60)의 제4 폭(w4)을 획득하기 위해 각각의 돌출부(76)를 포함하는, 열전달 플레이트(2).
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 복수의 단부 마루부(66)의 돌출부(74)는 열전달 플레이트(2)의 제1 에지를 향하도록 돌출하고, 상기 적어도 복수의 단부 골부(68)의 돌출부(76)는 열전달 플레이트(2)의 대향 제2 에지와 대향하도록 돌출하는, 열전달 플레이트(2).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 복수의 단부 마루부(66)의 상부 부분(58) 및 상기 적어도 복수의 단부 골부(68)의 저부 부분(60)은 각각 제1 부분(70) 및 제2 부분(72)을 포함하고, 제1 및 제2 부분(70, 72)은 가상의 마루선 및 골선(54, 56)을 따라 연속적으로 배열되고, 제2 부분(72)은 그것의 종방향 연장부의 적어도 일부를 따라 제1 부분(70)보다 넓고, 제2 부분(72)은 제1 분배 영역(14) 내에서 제1 부분(70)보다 제1 경계선(30)에 더 근접하고, 제2 부분(72)은 제2 분배 영역(22) 내에서 제1 부분(70)보다 제2 경계선(32)에 더 근접한, 열전달 플레이트(2).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 복수의 단부 마루부(66)는 상기 적어도 복수의 단부 골부(68)의 역전 형태인, 열전달 플레이트(2).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 복수의 단부 마루부(66)에 포함되지 않는 적어도 복수의 분배 마루부(50)의 상부 부분(58), 및 상기 적어도 복수의 단부 골부(68)에 포함되지 않는 적어도 복수의 분배 골부(52)의 저부 부분(60)은 그들의 종방향 연장부를 따라 본질적으로 동일한 폭 및 본질적으로 균일한 폭을 갖는, 열전달 플레이트(2).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 분배 골부(52)의 저부 부분(60)의 길이가 가상의 마루선(54) 및 가상의 골선(56)에 평행하게 측정되고, 단부 마루부(66)가 아닌 적어도 복수의 분배 마루부(50)의 상부 부분(58) 및 단부 골부(68)가 아닌 적어도 복수의 분배 골부(52)의 저부 부분(60)은 본질적으로 동일한 길이를 갖는, 열전달 플레이트(2).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 분배 마루부(50)는 적어도 복수의 가상의 마루선(54)의 각각을 따라 배열되고, 복수의 분배 골부(52)는 적어도 복수의 가상의 골선(56)의 각각을 따라 배열되는, 열전달 플레이트(2).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 경계선(30, 32)은 직선이 아닌, 열전달 플레이트(2).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 복수의 단부 마루부(66)는 각각 상기 적어도 복수의 단부 골부(68)의 각각에 완전히 인접하게 배열되는, 열전달 플레이트(2).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 단부 마루부(66)의 상부 부분(58)은 제1 평면(38) 내에서 가상의 원(78) 외측에서만 연장하고, 상기 원은 인접한 단부 마루부(66)의 상부 부분(58) 상의 가장 가까운 점(P)과 일치하는 중심(C)과, 중심(C)으로부터 각각의 상기 단부 마루부(66)의 상부 부분(58)의 에지(80)까지 상응하는 가상의 마루선(54)에 수직으로 그려지는 가상의 선의 길이와 동일한 반지름(r)을 갖는, 열전달 플레이트(2).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 포트 구멍(12)에 가장 근접하게 배열된 제1 분배 영역(14) 내의 다수의 가상의 마루선(54)은 제2 포트 구멍(12)에서 볼 때 볼록하도록 만곡되고, 제4 포트 구멍(20)에 가장 근접하게 배열된 제2 분배 영역(22) 내의 다수의 가상의 마루선(56)은 제4 포트 구멍(20)에서 볼 때 볼록하도록 만곡되고, 제1 포트 구멍(10)에 가장 근접하게 배열된 제1 분배 영역(14) 내의 다수의 가상의 골선(56)은 제1 포트 구멍(10)에서 볼 때 볼록하도록 만곡되고, 제3 포트 구멍(18)에 가장 근접하게 배열된 제2 분배 영역(22) 내의 다수의 가상의 골선(56)은 제3 포트 구멍(18)에서 볼 때 볼록하도록 만곡되는, 열전달 플레이트(2).
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 분배 영역(14, 22) 및 열전달 영역(26) 내에서, 열전달 플레이트(2) 및 제1 평면(38)으로 둘러싸인 제1 부피(V1)는 열전달 플레이트(2) 및 제2 평면(40)으로 둘러싸인 제2 부피(V2)와 다른, 열전달 플레이트(2).
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분배 마루부(50) 및 분배 골부(52)로 둘러싸인 상기 영역(62)은 제3 평면(64) 내에서 적어도 부분적으로 연장하고, 상기 제3 평면은 제1 평면(38)과 제2 평면(40) 사이의 중간을 따라 연장하는 중심 평면(42)으로부터 변위되는, 열전달 플레이트(2).
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