KR102559356B1

KR102559356B1 - 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브 및 이의 제조와 사용 방법

Info

Publication number: KR102559356B1
Application number: KR1020217008099A
Authority: KR
Inventors: 쯔창 후앙; 카이윤 정
Original assignee: 상하이 파워 이큅먼트 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2023-07-24
Also published as: EP3848664A4; CN109059601A; JP2021535994A; EP3848664A1; KR20210046045A; WO2020048401A1; US20210310752A1

Abstract

본 발명에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는, 튜브 내부와 외부의 유체를 분리하고, 대류, 열전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현하는, 열전달 튜브; 열전달 튜브의 내측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하는, 내부 핀 세트; 및 열전달 튜브의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하는, 외부 핀 세트를 포함하고, 내부 핀 세트 및/또는 외부 핀 세트의 핀에 각각 홀이 형성된다. 본 발명은 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조와 사용 방법을 더 제공한다. 본 발명은 공간이 제한되고 로그 평균 온도차가 작은 열교환 작업 조건에서, 높은 효율의 완전한 역류 열전달을 실현하여, 기기 공간 크기와 면적당 무게를 줄여 전체 무게와 제조 단가를 감소하였다.

Description

콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브 및 이의 제조와 사용 방법

본 발명은 열을 전달하는 열교환 튜브에 관한 것이고, 고효율 콤팩트형 열교환기 기술 분야에 관한 것이며, 구체적으로 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브 및 이의 제조와 사용 방법에 관한 것이다.

최근 신형의 동력 순환 발전 기술이 급속도로 발전함에 따라, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 유기 화합물 등을 작업 물질로 하는 순환 발전 시스템이 등장하였고 , 그중에서도 초임계 이산화탄소를 작업 물질로 하는 순환 시스템의 발전 전망이 가장 좋다. 4세대 원자력 발전, 태양열 발전, 선박 등 새로운 응용 분야에서, 도 1과 같은 초임계 이산화탄소 브레이턴 사이클을 기반으로한 발전 기술을 개발하고 있다. 순환 루프의 이산화탄소 작업 물질은 초임계 상태이고, 대류 열교환 특성은 고압 가스-가스 열교환기와 유사하다.

열전달 튜브는 다양한 산업용 열교환기의 기본 열교환 장치로, 쉘앤튜브 열교환기, 관판 열교환기, 핀관 열교환기, 보일러, 관형 히터 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, 광 튜브의 형태로 기존의 열전달 튜브를 초임계 이산화탄소 순환 장치에 사용하면 열교환 면적이 지나치게 넓어 제한된 공간에서 효율적인 열교환 효과를 실현할 수 없고, 또한 효율성 및 부피에 대한 초임계 이산화탄소 순환 장치의 요구 사항도 충족 할 수 없다.

열전달 튜브에 핀을 추가하면 열교환 표면을 확장하고, 동시에 열전달 표면과 열전달 계수를 증가하여 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 기존의 핀 튜브의 핀 평면은 튜브와 축 방향에서 수직되는데, 즉 횡방향 핀으로 형성되어 불완전한 역류 열교환에 속한다.

대한민국 등록특허 제10-1864983호 (공고일자:2018.06.05.)

본 발명에서 해결하고자 하는 기술 과제는, 공간이 제한되고 로그 평균 온도차가 작은 열교환 작업 조건에서 높은 효율의 완전 역류 열전달을 실현하는 것이다.

상술의 기술 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술 방안에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

튜브 내부와 외부의 유체를 분리하고, 대류, 열전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현하는, 열전달 튜브;

열전달 튜브의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하는, 내부 핀 세트; 및

열전달 튜브의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하는, 외부 핀 세트를 포함하고,

상기 내부 핀 세트 및/또는 외부 핀 세트의 핀에 각각 홀이 형성된다.

바람직하게는, 상기 열전달 튜브 내부에 내부 핀 세트를 고정하는 포지셔닝 튜브가 설치되고, 상기 포지셔닝 튜브는 열전달 튜브 내부에 동축으로 설치되며, 상기 내부 핀 세트 중의 각 핀의 일단은 모두 포지셔닝 튜브와 연결된다.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트의 핀 구조는 튜브 중심에서 튜브 벽으로 반경 방향으로 연장하는 구조로 형성된다.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트의 핀은 “Y”형 구조로 형성되나.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트는 상기 열전달 튜브와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 내부 핀 세트와 상기 열전달 튜브의 내벽은 연결된다.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트는 상기 포지셔닝 튜브를 중심으로 하여 둘레 방향 구조로 배치된 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 표면은 상기 열전달 튜브와 축 방향에서 평행하한다.

보다 바람직하게는, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 폭은 열전달 튜브 내경의 1/4 ~ 1이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 두께는 0.2mm ~ 1.5mm이다.

바람직하게는, 상기 외부 핀 세트는 상기 열전달 튜브를 중심으로 하여 둘레 방향에서 대칭되는 구조로 배치된 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트 표면은 상기 열전달 튜브와 축 방향에서 평행한다.

바람직하게는, 상기 외부 핀 세트는 상기 열전달 튜브와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 외부 핀 세트는 상기 열전달 튜브의 외벽과 연결된다.

보다 바람직하게는, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 폭은 열전달 튜브 내경의 1/4 ~ 1이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 두께는 0.2mm ~ 3mm이다.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트의 각 핀의 홀은 임의의 형상이고; 상기 외부 핀 세트의 각 홀은 임의의 형상이다.

바람직하게는, 상기 포지셔닝 튜브는 중공 튜브이다.

바람직하게는, 상기 열전달 튜브는 소정의 온도와 압력을 수용할 수 있는 금속 튜브이고, 상기 금속 튜브는 임의의 단면 튜브 또는 이형 튜브일 수 있다.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트와 외부 핀 세트는 열전달 튜브와 고정 연결된다.

본 발명에서 제공 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법의 단계는 아래와 같다:

단계 1: 열전달 튜브를 형성하는데, 상기 열전달 튜브는 튜브 내부 및 외부의 유체를 분리하고, 대류, 연전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현하며;

단계 2: 내부 핀 세트를 상기 열전달 튜브의 내측 열교환 표면에 설치하고, 내부 핀 세트의 각 핀에 홀이 형성되는데, 내부 핀 세트는 열전달 튜브의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하며;

단계 3: 외부 핀 세트를 상기 열전달 튜브의 외측 열교환 표면에 설치하고, 외부 핀 세트의 각 핀에 모두 홀이 형성되는데, 외부 핀 세트는 열전달 튜브의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가한다.

본 발명은 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법을 더 제공하고, 단계를 아래와 같다:

단계 1: 열전달 튜브(1)를 형성하는데, 상기 열전달 튜브(1)는 튜브 내부 및 외부의 유체를 분리하고, 대류, 연전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현하며;

단계 2: 상기 열전달 튜브(1)의 내부에 내부 핀 세트(3)를 고정하는 포지셔닝 튜브(4)를 설치하고, 포지셔닝 튜브(4)는 열전달 튜브(1)의 내부에 동축으로 설치되며;

단계 3: 내부 핀 세트(3)를 상기 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치하고, 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 일단은 모두 포지셔닝 튜브(4)에 연결되며, 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 홀이 형성되는데, 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하며;

단계 4: 외부 핀 세트(2)를 상기 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치하고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되는데, 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가한다.

바람직하게는, 전술된 두 가지 제조 방법에서, 상기 단계2에서, 내부 핀 세트(3)는 상기 외부 핀 세트(2)가 고정된 상기 열전달 튜브(1)의 내벽과 연결된다.

본 발명은 포지셔닝 튜브를 포함하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법을 제공하고, 단계는 아래와 같다: 적어도 하나의 열전달 튜브를 열교환기에 설치하고; 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체는 열교환기의 튜브 내 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브 내측을 따라 열전달 튜브의 출구단을 향하여 유동하여, 열교환기의 튜브 내 유체의 출구단을 향하여 유동하고; 유동 과정에서, 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체는 내부 핀 세트 및 열전달 튜브의 내측 표면과 대류 열전달 과정을 진행하고;

열전달 튜브의 튜브 외부의 유체는 열교환기의 튜브 외 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브의 외측을 따라 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체와 대향되게 유동하여, 상기 열교환기의 튜브 외 유체의 출구단을 향하여 유동하고; 유동 과정에서, 열전달 튜브의 튜브 외부의 유체는 열전달 튜브의 외측 표면, 외부 핀 세트와 열전달 과정을 진행하고, 외부 핀 세트, 열전달 튜브, 내부 핀 세트 사이에서 열전달 과정이 발생된다.

본 발명은 포지셔닝 튜브를 포함하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법을 더 제공하고, 단계는 아래와 같다: 적어도 하나의 열전달 튜브를 열교환기에 배열하고; 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체는 열교환기의 튜브 내 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브 내측을 따라 열전달 튜브의 출구단을 향하여 유동하여, 열교환기의 튜브 내 유체의 출구단을 향하여 유동하고; 유동 과정에서, 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체는 내부 핀 세트, 포지셔닝 튜브, 및 열전달 튜브의 내측 표면과 대류 열전달 과정을 진행하고;

열전달 튜브의 튜브 외부의 유체는 열교환기의 튜브 외 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브의 외측을 따라 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체와 대향되게 유동하여, 상기 열교환기의 튜브 외 유체의 출구단을 향하여 유동하고; 유동 과정에서, 열전달 튜브의 튜브 외부의 유체는 열전달 튜브 외측 표면, 외부 핀 세트와 열전달 과정을 진행하고, 외부 핀 세트, 열전달 튜브, 내부 핀 세트, 및 포지셔닝 튜브 사이에서 열전달 과정이 발생한다.

바람직하게는, 상기 내부 핀 세트의 핀에 홀이 설치되면, 열전달 튜브의 튜브 내부의 유체는 내부 핀 세트 핀의 홀을 통과하여, 상기 열전달 튜브를 따라 축 방향으로 유동하고; 상기 외부 핀 세트의 핀에 홀이 설치되면, 열전달 튜브의 튜브 외부의 유체는 외부 핀 세트 핀의 홀을 통과하여, 상기 열전달 튜브를 따라 축 방향으로 유동하며;

열전달 튜브의 튜브 내부의 유체와 튜브 외부의 유체는 역류하면서 열전달하고; 내부 핀 세트는 열전달 튜브의 내측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하여 열전달 튜브에 따른 튜브 내부의 유체의 축 방향 역류를 제한하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하며; 외부 핀 세트는 열전달 튜브의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하여 열전달 튜브에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하며, 동시에 난류 작용을 일이키고, 대류 열교환을 증가한다.

기존의 기술과 비교하면, 본 발명에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 유익한 효과는 아래와 같다:

본 발명은 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브를 제공하여, 공간이 제한되고 로그 평균 온도차가 작은 열교환 작업 조건에서 높은 효율의 완전한 역류 열전달을 실현할 수 있다.

1. 튜브 내부 및 외부의 유체가 완전한 역류 열전달를 실현하여, 상대적으로 작은 로그 평균 온도차에서 열전달을 실현할 수 있다.

2. 열전달 튜브의 내부 및 외부 표면을 따라 서로 다른 핀 세트 구조를 설치함으로써, 충분한 난류 작용을 실현하고, 대류 열전달 계수를 향상시키며, 열교환 표면적을 효과적으로 확장시킬 수 있다.

3. 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로는 열교환 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 소정의 난류 작용을 일으키며, 열전달 튜브의 질량을 충분히 감소시킬 수 있다.

4. 고효율 콤팩트형 열교환기의 제조에 사용될 수 있는데, 특히 가스-가스 열교환 작업 조건 또는 재생기에 적용될 수 있다.

5. 본 발명은 유효한 열교환 면적을 충분히 제공하고 콤팩트하게 배치하여, 기기의 공간 크기를 절약 할뿐만 아니라, 동시에 면적당 무게를 줄여 기기의 전체 무게 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 공간이 제한되고 로그 평균 온도차가 작은 열교환 작업 조건에서 높은 효율의 완전 역류 열전달을 실현할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 초임계 이산화탄소 순환 시스템의 개략도이다.
도 2는 실시예 1에서 제공한 외부는 횡방향 핀이고 내부는 종방향 핀인 유형의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, (a)는 단면도; (b)는 정면도이다.
도 3은 실시예 2에서 제공한 외부는 횡방향 핀이고 내부는 종방향 핀인 유형의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, (a)는 단면도; (b)는 정면도이다.
도 4는 실시예 3에서 제공한 외부는 횡방향 핀이고 내부는 횡방향 핀인 유형의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, (a)는 단면도; (b)는 정면도이다.
도 5는 실시예 4에서 제공한 외부는 횡방향 핀이고 내부는 횡방향 핀인 유형의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, (a)는 단면도; (b)는 정면도이다.
도 6은 실시예 5에서 제공한 외부는 종방향 핀이고 내부는 종방향 핀인 유형의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, (a)는 단면도; (b)는 정면도이다.
도 7은 실시예 5의 외부는 종방향 핀이고 내부는 종방향 핀인 원형 튜브의 펴진 상태의 개략도이다.
도 8은 실시예 6에서 제공한 외부는 종방향 핀이고 내부는 종방향 핀인 유형의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, (a)는 단면도; (b)는 정면도이다.
도 9는 마이크로 통로 열교환기의 구조 개략도이다.
도 10은 인쇄 회로 기판의 구조 개략도이다.
도 11은 열교환기의 전체 개략도이다.

아래에서, 구체적인 실시예와 결합하여 본 발명을 자세히 설명한다.

실시예 1

도 2는 본 실시예에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, 상기 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

열전달 튜브(1); 외부 핀 세트(2); 및 내부 핀 세트(3)를 포함하고,

상기 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 0.5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 유동을 제한한다. 외부 핀 세트(2)의 각 외부 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 1/4이며, 두께는 1mm이고; 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되며, 튜브 외부의 유체가 외부 핀 및 외부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다;

상기 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 0.5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 내부의 유체의 축 방향 유동을 분리한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 열전달 튜브(1)와 축 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 1/4이며, 두께는 1mm이고; 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 일단은 포지셔닝 튜브(4)에 연결되고, 타단은 열전달 튜브(1)의 튜브 벽으로 연장하는 확산된 모양으로 형성되며, 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 모두 홀이 형성되고, 튜브 내부의 유체가 내부 핀 및 내부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

일부 실시예에서, 열교환 튜브는 아래 하나 또는 여러 개 특징을 더 포함하고, 임의의 수량 또는 순서로 결합될 수 있으며, 예를 들어, 열전달 튜브(1)의 내벽까지 연장되는 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 일단은, 열전달 튜브(1)와 연결되거나, 연결되지 않을 수 있고; 선택적으로, 포지셔닝 튜브(4)는 솔리드 튜브이거나 중공 튜브일 수 있다.

실시예2

도 3은 본 실시예에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, 상기 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

열전달 튜브(1), 외부 핀 세트(2), 및 내부 핀 세트(3)를 포함하고,

상기 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이0.5mm ~ 1mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 유동을 제한한다. 외부 핀 세트(2)의 각 외부 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 벨트이고, 얇은 금속 벨트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 1/2이며, 두께는 0.5mm이고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되며, 튜브 외부의 유체가 외부 핀 및 외부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

상기 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치되고,

등가 직경이 1mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 열전달 튜브(1)와 축 방향에서 평행하는“Y”형의 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 1/2이며, 두께는 0.5mm이고, 내부 핀 세트(3)의 일단은 포지셔닝 튜브(4)에 연결되고, 타단은 열전달 튜브(1)의 튜브 벽으로 연장한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 모두 홀이 형성되고, 튜브 내부의 유체가 내부 핀 및 내부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

실시예 3

도 4는 본 실시예에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, 상기 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

상기 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 2mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 유동을 제한한다. 외부 핀 세트(2)의 각 외부 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 1/3이며, 두께는 1.5mm이고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 타원형 홀이 형성되며, 튜브 외부의 유체가 외부 핀 및 외부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

상기 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 1mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 내부의 유체의 축 방향 유동을 분리한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1)의 내경과 동일하며, 두께는 1.5mm이다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 모두 타원형 홀이 형성되고, 튜브 내부의 유체가 내부 핀 및 내부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

일부 실시 방식에서, 열교환 튜브는 아래 하나 또는 여러 개 특징을 더 포함하고, 임의의 수량 또는 순서로 결합될 수 있으며, 예를 들어, 열전달 튜브(1)의 내벽까지 연장되는 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 일단은, 열전달 튜브(1)와 연결되거나, 연결되지 않을 수 있고; 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 홀은 대칭되게 배열되거나 임의로 배열될 수 있다.

실시예 4

도 5는 본 실시예에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, 상기 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

상기 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 2mm ~ 4mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 유동을 제한한다. 외부 핀 세트(2)의 각 외부 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 2/3이며, 두께는 0.8mm이고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 타원형 홀이 형성되며, 튜브 외부의 유체가 외부 핀 및 외부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

상기 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 2mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경과 동일하며, 두께는 2.5mm이다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 모두 원형 홀이 형성되고, 튜브 내부의 유체가 내부 핀 및 내부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

일부 실시예에서, 열교환 튜브는 아래 하나 또는 여러 개 특징을 더 포함하고, 임의의 수량 또는 순서로 결합될 수 있으며, 예를 들어, 열전달 튜브(1)의 내벽까지 연장되는 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 일단은, 열전달 튜브와 연결되거나, 연결되지 않을 수 있고; 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 홀은 대칭되게 배열되거나 임의로 배열될 수 있다.

실시예 5

도 6은 본 실시예에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, 상기 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

상기 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 3mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 유동을 제한한다. 외부 핀 세트(2)의 각 외부 핀은 열전달 튜브(1)와 축 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1) 내경의 3/4이며, 두께는 1.5mm이고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되며, 튜브 외부의 유체가 외부 핀 및 외부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

상기 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 1.5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 열전달 튜브(1)와 축 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 일단은 포지셔닝 튜브(4)에 연결되고, 타단은 열전달 튜브(1)의 튜브 벽으로 연장하는 확산된 모양으로 형성되며, 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 모두 홀이 형성되고, 튜브 내부의 유체가 내부 핀 및 내부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

도 7은 외부는 종방향 핀이고 내부는 종방향 핀인 원현 튜브의 펴진 상태의 개략도이다. 도 7에서, a는 내부 핀 세트(3)의 등가 직경이고, b은 외부 핀 세트(2)의 등가 직경이며, t는 열전달 튜브(1)의 벽 두께이다.

일부 실시예에서, 열교환 튜브는 아래 하나 또는 여러 개 특징을 더 포함하고, 임의의 수량 또는 순서로 결합될 수 있다. 열전달 튜브(1)의 내벽까지 연장되는 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 일단은, 열전달 튜브와 연결되거나, 연결되지 않을 수 있고; 예를 들어, 선택적으로, 포지셔닝 튜브(4)는 솔리드 튜브이거나 중공 튜브일 수 있으며; 외부 핀 세트(2) 또는 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 홀은 대칭되게 배열되거나 임의로 배열될 수도 있다.

실시예 6

도 8은 본 실시예에서 제공하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 개략도이고, 상기 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브는,

상기 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 3mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 유동을 제한한다. 외부 핀 세트(2)의 각 외부 핀은 열전달 튜브(1)와 축 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1)의 내경과 동일하며, 두께는 1.2mm이고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되며, 튜브 외부의 유체가 외부 핀 및 외부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

상기 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치되고, 등가 직경이 1mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 한다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀은 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트이고, 얇은 금속 시트의 폭은 열전달 튜브(1)의 내경과 동일하며, 두께는 3mm이다. 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 모두 타원형 홀이 형성되고, 튜브 내부의 유체가 내부 핀 및 내부 핀 상의 홀을 통과할 때, 난류 작용이 형성되고, 또한 대류 열교환이 증가된다.

실시예 7

본 실시예는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법을 제공하는데, 아래 단계를 포함한다:

단계1: 열전달 튜브(1)를 형성하는데, 상기 열전달 튜브(1)는 튜브 내부 및 외부의 유체를 분리하고, 대류, 열전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현한다;

단계2: 내부 핀 세트(3)를 상기 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치하는데; 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가한다;

단계3: 외부 핀 세트(2)를 상기 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치하는데; 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가한다;

상기 내부 핀 세트(3) 및/또는 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성된다.

상기 제조 방법은 임의의 수량 및 순서로 아래의 하나 또는 여러 개 관련 제한과 조합될 수 있다.

하나 또는 여러 개의 실시 방안에서, 상기 열전달 튜브(1)에 내부 핀 세트(3)를 고정하는 포지셔닝 튜브(4)가 설치되고, 포지셔닝 튜브(4)는 열전달 튜브(1)의 내부에 동축으로 설치되며, 상기 내부 핀 세트(3) 중의 각 핀의 일단은 포지셔닝 튜브(4)에 연결된다.

하나 또는 여러 개의 실시 방안에서, 내부 핀 세트(3)는 외부 핀 세트(2)가 고정된 열전달 튜브(1)의 내벽과 연결된다.

도 11과 결합하면, 본 실시예는 상술의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법을 더 제공하고, 아래 단계를 포함한다:

단계1: 전술된 열전달 튜브를 열교환기의 전반적인 설계에 따라 필요한 사양으로 가공하고, 열전달 튜브의 사양, 내부 핀 세트의 사양, 외부 핀 세트의 사양을 포함하며, 부재로서 열교환기에 장착한다(예를 들어 쉘앤튜브 열교환기의 튜브 번들로 제조함). 열교환기에 있어서, 중간 부분(M)은 내/외부 핀 구역이고, 내/외부 핀 열교환 튜브를 사용하며; 양단(S)은 핀이 없는 구역이고, 핀이 없는 열교환 튜브를 사용한다.

단계2: 적어도 하나의 열전달 튜브(1)를 쉘앤튜브 열교환기의 하우징 내에 배열하고, 열전달 튜브(1)의 튜브 내 유체는 열교환기의 튜브 내 유체의 입구단(5)(예를 들어 쉘앤튜브 열교환기의 튜브 박스 입구)으로부터 입력되고, 열전달 튜브(1)의 내측을 따라 열전달 튜브(1)의 출구단을 향하여 유동하며, 유동 과정에서, 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 열전달 튜브(1)의 내측 표면과 열전달 과정을 진행하고; 열전달 튜브(1)의 튜브 외 유체는 열교환기의 튜브 외 유체의 입구단(7)(예를 들어 쉘앤튜브 열교환기의 하우징 입구)으로부터 입력되고, 열전달 튜브(1)의 외측을 따라 튜브 내부의 유체와 대향되게 유동하며, 열교환기의 튜브 외 유체의 출구단(8)을 향하여 유동하고; 튜브 내부의 유체는 열교환기의 튜브 내 유체의 입구단(5)으로부터 입력되고, 열전달 튜브의 내측을 따라 튜브 외부의 유체와 대향되게 유동하며, 열교환기의 튜브 내 유체의 출구단(6)을 향하여 유동하고, 열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 열전달 튜브(1)의 외측 표면, 외부 핀 세트와 열전달 과정을 진행하며, 열전달 튜브와 외부 핀 세트, 및 내부 핀 세트 사이에 열전달 과정이 발생하고, 튜브 내부의 유체, 열전달 튜브의 내측 표면, 및 내부 핀 세트 사이에서 열전달 과정이 진행된다.

하나 또는 여러 실시 방안에서, 각 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 열전달 튜브(1)의 입구단(예를 들어 쉘앤튜브 열교환기의 튜브 박스 입구)으로부터 입력되고, 열전달 튜브(1)의 내측을 따라 열전달 튜브(1)의 출구단을 향하여 유동한다. 유동 과정에서, 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 열전달 튜브(1)의 내부 핀 세트, 포지셔닝 튜브 및 열전달 튜브의 내측 표면과 대류 열전달 과정을 진행한다.

열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 열교환기의 튜브 외 유체의 입구단(예를 들어 쉘앤튜브 열교환기의 하우징 입구)으로부터 입력되고, 열전달 튜브(1)의 외측을 따라 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체와 대향되게 유동하며, 열교환기의 튜브 외 유체의 출구단을 향하여 유동하고; 튜브 외부의 유체는 외부 핀 세트의 각 핀의 홀을 통과하고, 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동한다. 유동 과정에서, 튜브 외부의 유체는 열전달 튜브(1)의 외측 표면, 및 외부 핀 세트와 열전달 과정을 진행하고, 외부 핀 세트, 열전달 튜브, 내부 핀 세트, 및 포지셔닝 튜브 사이에서 열전달 과정이 발생한다.

도 9는 마이크로 통로 열교환기의 구조 개략도이고, 여기서, c는 마이크로 튜브식 열교환기의 횡방향 등가 직경이고, d는 마이크로 튜브식 열교환기의 종방향 등가 직경이다.

도 10은 인쇄 회로 기판 구조 개략도이고, 여기서, e는 인쇄 회로 기판식 열교환기의 등가 직경이다.

아래에서, 등가 직경이 2mm이고, 단위 부피가 동일한 예를 들어, 세 가지 구조의 열교환기의 콤팩트 정도를 계산하고, 이를 단위 부피당 기체가 접촉하는 고체 표면적, 즉 면밀도(m　²/m　³)로 표시한다.

도 7의 본 발명의 내부/외부 핀 튜브 구조		도 9의 마이크로 튜브식 구조	도 10의 인쇄 회로 기판식 구조
홀 없음 900 m2/m3	설치 1200-1500 m2/m3	99 m2/m3	58 m2/m3

위의 표 1 계산 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 콤팩트 정도는 다른 방법과 유사하고, 홀 구조를 채택한 경우, 단위 부피당 면밀도가 크게 향상되었으며, 동시에 난류 강화 효과가 있다. 본 발명으로 제조된 열교환기는 더 작은 크기와 더 가벼운 무게를 실현할 수 있다.

이상 설명은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명에 대한 임의의 형태 또는 실질적인 제한은 아니고, 본 발명의 방법에서 벗어나지 않는 한, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 개선 및 보완을 할 수 있으며, 이러한 개선과 보완도 본 발명의 보호 범위에 속한다. 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술된 공개 기술 내용을 사용하여 다양한 변경, 수정 및 개선 등 동등한 변경을 실시할 수 있으며, 모두 본 발명의 등가 실시예이고; 본 발명의 실질적인 기술에 기초한 전술된 실시예에 대한 변경, 수정 및 개선은 모두 본 발명의 기술적 방안의 범위에 속한다.

1: 열전달 튜브 2: 외부 핀 세트
3: 내부 핀 세트 4: 포지셔닝 튜브

Claims

콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브에 있어서,
튜브 내부와 외부의 유체를 분리하고, 대류, 열전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현하는, 열전달 튜브(1);
열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하는, 내부 핀 세트(3); 및
열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하는, 외부 핀 세트(2);를 포함하고,
상기 내부 핀 세트(3) 및 외부 핀 세트(2)의 핀에 각각 다수 개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하되,
상기 외부 핀 세트(2)는 상기 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 외부 핀 세트(2)는 상기 열전달 튜브(1)의 외벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항에 있어서,
상기 열전달 튜브(1) 내부에 내부 핀 세트(3)를 고정하는 포지셔닝 튜브(4)가 설치되고, 상기 포지셔닝 튜브(4)는 열전달 튜브(1) 내부에 동축으로 설치되며, 상기 내부 핀 세트(3) 중의 각 핀의 일단은 모두 포지셔닝 튜브(4)와 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항에 있어서,
상기 내부 핀 세트(3)의 핀 구조는 튜브 중심에서 튜브 벽으로 반경 방향으로 연장하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항에 있어서,
상기 내부 핀 세트(3)의 핀은 “Y”형 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항에 있어서,
상기 내부 핀 세트(3)는 상기 열전달 튜브(1)와 반경 방향에서 평행하는 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 내부 핀 세트(3)는 상기 열전달 튜브(1)의 내벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제2항에 있어서,
상기 내부 핀 세트(3)는 상기 포지셔닝 튜브(4)를 중심으로 하여 둘레 방향 구조로 배치된 얇은 금속 시트 또는 벨트이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 표면은 상기 열전달 튜브(1)와 축 방향에서 평행하는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 폭은 열전달 튜브 내경의 1/4 ~ 1이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 두께는 0.2mm ~ 1.5mm인 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
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제1항에 있어서,
상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 폭은 열전달 튜브 내경의 1/4 ~ 1이고, 상기 얇은 금속 시트 또는 벨트의 두께는 0.2mm ~ 3mm인 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제2항에 있어서,
상기 포지셔닝 튜브(4)는 중공 튜브인 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항에 있어서,
상기 열전달 튜브(1)는 금속 튜브인 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항에 있어서,
상기 내부 핀 세트(3), 외부 핀 세트(2)는 모두 상기 열전달 튜브(1)와 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브.
제1항의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법에 있어서,
열전달 튜브(1)를 형성하는, 단계 1 - 상기 열전달 튜브(1)는 튜브 내부 및 외부의 유체를 분리하고, 대류, 연전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현함;
내부 핀 세트(3)를 상기 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치하고, 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 홀이 형성되는, 단계 2 - 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가함;
외부 핀 세트(2)를 상기 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치하고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되는, 단계 3 - 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가함;을 단계로 하는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법.
제2항의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법에 있어서,
열전달 튜브(1)를 형성하는, 단계 1 - 상기 열전달 튜브(1)는 튜브 내부 및 외부의 유체를 분리하고, 대류, 연전달의 방식으로 튜브 내부 및 외부 유체의 열전달을 실현함;
상기 열전달 튜브(1)의 내부에 내부 핀 세트(3)를 고정하는 포지셔닝 튜브(4)를 설치하고, 포지셔닝 튜브(4)는 열전달 튜브(1)의 내부에 동축으로 설치되는, 단계2;
내부 핀 세트(3)를 상기 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면에 설치하고, 내부 핀 세트(3)의 각 핀의 일단은 모두 포지셔닝 튜브(4)에 연결되며, 내부 핀 세트(3)의 각 핀에 홀이 형성되는, 단계 3 - 내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면을 확장하고, 등가 직경이 0.5mm ~ 5mm인 마이크로 유로를 형성하며, 튜브 내부의 유체를 분리하고, 튜브 내부의 유체가 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하도록 하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가함;
외부 핀 세트(2)를 상기 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면에 설치하고, 외부 핀 세트(2)의 각 핀에 모두 홀이 형성되는, 단계 4 - 외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하며, 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하고, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가함;을 단계로 하는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 단계2에서, 내부 핀 세트(3)는 상기 외부 핀 세트(2)가 고정된 상기 열전달 튜브(1)의 내벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 제조 방법.
제1항의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법에 있어서,
적어도 하나의 열전달 튜브(1)를 열교환기에 배열하고;
열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 열교환기의 튜브 내 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브 내측을 따라 열전달 튜브(1)의 출구단을 향하여 유동하여, 열교환기의 튜브 내 유체의 출구단을 향하여 유동하고;
유동 과정에서, 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 내부 핀 세트(3) 및 열전달 튜브(1)의 내측 표면과 대류 열전달 과정을 진행하고;
열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 열교환기의 튜브 외 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브(1)의 외측을 따라 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체와 대향되게 유동하여, 상기 열교환기의 튜브 외 유체의 출구단을 향하여 유동하고;
유동 과정에서, 열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 열전달 튜브(1)의 외측 표면, 외부 핀 세트(2)와 열전달 과정을 진행하고, 외부 핀 세트(2), 열전달 튜브(1), 내부 핀 세트(3) 사이에서 열전달 과정이 발생되는 것을 단계로 하는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법.
제2항의 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법에 있어서,
적어도 하나의 열전달 튜브(1)를 열교환기에 배열하고;
열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 열교환기의 튜브 내 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브 내측을 따라 열전달 튜브(1)의 출구단을 향하여 유동하여, 열교환기의 튜브 내 유체의 출구단을 향하여 유동하고;
유동 과정에서, 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 내부 핀 세트(3), 포지셔닝 튜브(4), 및 열전달 튜브(1)의 내측 표면과 대류 열전달 과정을 진행하고;
열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 열교환기의 튜브 외 유체의 입구단으로부터 입력되고, 열전달 튜브(1)의 외측을 따라 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체와 대향되게 유동하여, 상기 열교환기의 튜브 외 유체의 출구단을 향하여 유동하고;
유동 과정에서, 열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 열전달 튜브(1) 외측 표면, 외부 핀 세트(2)와 열전달 과정을 진행하고, 외부 핀 세트(2), 열전달 튜브(1), 내부 핀 세트(3), 및 포지셔닝 튜브(4) 사이에서 열전달 과정이 발생하는 것을 단계로 하는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 내부 핀 세트(3)의 핀에 홀이 설치되면, 열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체는 내부 핀 세트(3) 핀의 홀을 통과하여, 상기 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하고;
상기 외부 핀 세트(2)의 핀에 홀이 설치되면, 열전달 튜브(1)의 튜브 외부의 유체는 외부 핀 세트(2) 핀의 홀을 통과하여, 상기 열전달 튜브(1)를 따라 축 방향으로 유동하고;
열전달 튜브(1)의 튜브 내부의 유체와 튜브 외부의 유체는 역류하면서 열전달하고;
내부 핀 세트(3)는 열전달 튜브(1)의 내측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하여 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 내부의 유체의 축 방향 역류를 제한하며, 동시에 난류 작용을 일으키고, 대류 열교환을 증가하며;
외부 핀 세트(2)는 열전달 튜브(1)의 외측 열교환 표면을 확장하고, 마이크로 유로를 형성하여 열전달 튜브(1)에 따른 튜브 외부의 유체의 축 방향 역류를 제한하며, 동시에 난류 작용을 일이키고, 대류 열교환을 증가하는 것을 특징으로 하는 콤팩트형 가스-가스 열교환 튜브의 사용 방법.