KR20020047266A - 경사진 헤더를 구비한 열교환기 - Google Patents

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KR20020047266A
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제프레이에스 레슨
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두라막스 마린 엘엘씨
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Abstract

용골냉각기 열교환기(200)용의 헤더(204)로서, 이 헤더(204)는 경사진 밀폐된 단부(216)을 갖는다.

Description

경사진 헤더를 구비한 열교환기{Heat Exchanger With Beveled Header}
선박등의 산업분야에서의 발열원은 물, 그밖의 유체 또는 이러한 유체와 혼합한 물로써 냉각되는 경우가 많다. 예를들면, 맹물 또는 바닷물에 사용되는 선박에 있어서, 냉각유체 또는 냉각제는 열을 붙잡는 엔진 또는 다른 발열원을 통하여 흐르고 나서, 플럼 회로 (plumbing circuit)의 또다른 부분으로 흐른다. 선박에 위치되는 물체(body of water)와 같이 열은 냉각제로 부터 주변 환경으로 전달되지 않으면 안된다. 소형보트용의 선외(船外) 모터등의 소형엔진에 대하여는, 엔진을통하여 양수(揚水)된 주위 물(ambient water)은 충분한 냉각제이다. 그러나, 보다 큰 선박동력을 요구함에 따라, 엔진을 통하여 양수된 주위 물은 계속하여 양호한 엔진냉각을 제공할 수도 있지만, 엔진에 손상을 주는 상당한 오염원으로서 작용하기도 한다. 만일 엔진을 냉각하는 데 있어 아무것도 섞이지 않은, 주위 물을 사용하였다면, 이 물은 암설(岩屑, debris)를 운반하게 되고, 특히 주위 물이 바닷물인 경우에는 엔진에 대하여 화학약품을 부식하게 된다. 그러므로, 엔진과 다른 열원을 냉각하기 위한 다양한 장치가 개발되어 왔다. 선박의 엔진을 냉각하기 위한 하나의 장치는 채널 스틸(chennel steel)이고, 이는 엔진 냉각제를 운송하여 냉각제로 부터 주위 물까지 열을 전달하는 선박의 선체 바닥에 용접되어 있는 다수개의 형강(形鋼, shaped steel)이다. 채널 스틸은 엄격한 규제를 두고 있다. 즉, 채널스틸은 요구하는 냉각효과를 얻기위하여 다수개의 스틸을 요구할때는 매우 비능률적이라는 것과, 그것을 선체에 용접하여야 하므로 고역이라는 것과, 매우 무겁기 때문에 이를 갖추는 데 충분할 정도로 엔진은 대형이어야 하고 이로인하여 초기 설비투자비용이 소요되고 작업비용이 고가라는 것과, 채널스틸을 갖추기 위한 선체상의 비교적 작은 방에만 그 냉각능력을 위한 채널스틸을 추가하여 갖추기 위하여는 오늘날의 엔진을 보다 대형이고 강력하게 할 필요성이 있다는 것과, 유료하중(payload) 능력이 감소된다는 것과, 다수의 채널스틸이 고가라는 것과, 마직막으로 이 채널스틸은 현대식 선박을 냉각하기 위한 현재 및 미래의 요구사항에 대하여 적합하지 않는다는 것이다.
채널스틸이 가장 폭넓게 사용되는 선박용의 열교환기라 하더라도, 해양산업분야에서는 이를 단념하고 있으며 상술한 규제를 해소하기 위하여 새로운 구성에 대한 소형의 용골(龍骨, keel) 냉각기를 사용하고 있다.
이 용골냉각기는 1940년대에 개발되었고 미국특허 제2,382,218호(페른스트럼)에 개시되어 있다. 이 페른스트럼 특허에는 선박용 선체에 고착되는 한쌍의 이격된 헤더와, 각각의 단면이 직사각형이고 상기 한쌍의 헤더사이에 연장되는 다수개의 열전도관으로 구성되는, 선체구조물에 부착하기 위한 열교환기를 설명하고 있다. 선체를 통한 원통형 급배수관설비장치(plumbing)는 엔진 또는 다른 열원으로 부터 연장되는 냉각제 흐름라인에 헤더를 연결하고 있다. 가열 냉각제(hot coolant)는 엔진에 남겨두고 수위(수위란 바람직하게는 포수(泡水) 아래, 즉 거품과 기포가 일어나는 수면아래의 수위를 말한다) 근처에, 선체 근처라든지 또는 선체의 하부측면중 적어도 하나의 측면상에 위치된 열교환기 헤더로 흘러간다. 그리고나서 냉각제는 직사각형의 열전도관을 통과하여 흐르고 대향하는 헤더로 진행하여 그로부터 냉각된 냉각제가 엔진으로 복귀한다. 헤더와 열전도관은 주위 물속에 배치되며, 냉각제로 부터 전달된 열은 헤더와 열전도관의 벽을 통과하여 주위 물로 진행한다. 2개의 헤더를 연결하는 직사각형의 관은 상호 매우 밀접할 정도로 이간되어 있고 비교적 소형의 크기와 형상을 유지하면서 열류(熱流) 표면적을 크게 일으킨다. 빈번하게는, 이러한 용골냉각기는 선체 바닥의 요홈에 배치되며 선박의 측면에 탑재되는 경우도 있지만 모든 경우에 있어서는 수위아래에 탑재된다.
상기한 용골냉각기는 그 주요 구성부재가 적소에 용접 또는 땜납된 일체형 부재이므로, 일체형(one-piece) 용골냉각기로 칭한다. 일반적으로 일체형 용골냉각기는 그 전체로서 설치되고 해제된다.
가지각색의 일체형 용골냉각기가 있다. 때로는 용골냉각기는 헤더와 열전도관을 흐름방향으로 적어도 1번 180℃ 변화시키도록 배열하고 입출구를 동일한 헤더에 위치하는 다중통로 용골냉각기인 경우가 있다.
직사각형의 열전도관을 갖는 상기한 열교환기는 50년전에 도입된 이래 폭넓게 사용되어 왔지만, 결점을 갖고 있고, 이는 본 발명에 의하여 수정되었다.
종래의 직사각형 열교환기는 그 대향하는 단부에 헤더를 갖는, 밖으로 향하는 직사각형의 평행육면체 형상을 갖는다. 이들 헤더는 선박의 선체에 수직하고 상호 평행한 대향 말단벽(end wall)을 갖고, 열교환기를 구비한 선박이 물을 가르고 항해하기 때문에 용골냉각기에 대하여 주위 물 흐름에 대한 장벽으로서 작용한다. 열교환기 표면에 대하여 사점(死点; 주위 물 흐름이 결여된 곳)이 발생되는 것은 수직 헤더 벽때문이며, 이는 사점에서 발생하는 열전달량을 상당히 감소시킨다.
더우기, 수직벽은 관속의 냉각제와 주위 물 사이에 전달될 수가 있는 열량을 감소시키는 열전도관들 사이에서 주위 물의 흐름을 감소시킨다.
아래에 설명하는 바와 같이, 주위 물은 각각의 열전도관을 향하여, 그리고 그 열전도관들 사이로 흐르게 되어 있어 현재 사용되는 용골냉각기에서 보다 거의 높은 열전달을 보유하면서 경사진 헤더에 의하여 본 발명에 의한 용골냉각기의 전체적인 열전달 효율을 증대시킨다. 이러한 열전달의 증대는 주위물이 전방의 헤더를 통하고, 또한 냉각제 유관(流管)을 따라 그리고 그 사이에서 흐를때 난류를 증대시키는데 적어도 일부 기인한다.
선박용의 용골냉각기의 가장 중요한 양상중 하나는 냉각제 흐름중에 압력저하를 최소화 하여 그 열교환 요건을 이행하거나 초과하면서 가능한한 선박의 면적을 작게한다는 요건이다. 용골냉각기를 수용하기 위하여 사용되는 배의 선체의 면적은 해당분야에서는 풋프린트(footprint)라 칭하고 있다. 일반적으로, 용골냉각기는 최소의 풋프린트와 적어도 내부 압력저하를 갖는 것이 바람직하다. 직사각형 열전도관을 갖는 상술한 용골냉각기가 매우 대중화되고 있다는 이유중의 하나는 다른 용골냉각기와 비교하여 볼때 그것이 필요로 하는 풋프린트가 작기 때문이다. 그러나 현재 사용되는 직사각형 관을 갖는 용골냉각기의 디자인에 따른 용골냉각기는 본 발명자에 의하여 알려진 것으로서 크기 및 관련된 내부 압력저하에 의하여 양쪽다 필요한 것보다 크게 하였다. 상술한(이하에 더 상세히 설명되는) 본 발명의 여러가지 양상을 합체함으로써 풋프린트가 작고 내부 압력저하가 낮은 용골냉각기가 가능하게 된다. 이들은 본 발명의 주요한 이점이다.
현 기술분야의 상태에 대하여 다중통로(대개는 2개의 통로) 용골냉각기를 특정하는 경우, 후술하는 바와 같이 본 발명에 비하여 좀더 큰 차별적인 크기가 요구된다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 같은 열교환 능력을 갖는 상응하는 열교환기보다 작은 냉각된 유체 열원용 열교환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 현재 공지되어 사용되는 열교환기보다 효율적인 산업분야용의 개량된 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 현재 공지된 일체형 열교환기보다 열전달면에 있어서 보다 효율적인 선박용 개량된 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 유동하는 냉각제의 압력저하를 감소시키는 개량된 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 용골냉각기를 통하여 향상된 주위 물 흐름에 의하여 현재의 열교환기로부터 크기가 감소되는 길이를 갖는 단면이 직사각형인 열전도관을 갖는 개량된 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 열전도관의 길이, 그 관의 갯수 및/또는 그 관의 크기를 감소시킴으로써, 비교되는 열교환능력을 갖는 현재의 일체형 열교환기로 부터 크기를 감소시킨 개량된 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 현재 시판되는 용골냉각기에 비하여 내구성이 향상된 직사각형 형상의 열전도관을 갖는 새로운 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 관련된 목적은 암설(岩屑, debris)을 보다 쉽게 빗겨나갈 수 있고 주위 물중의 암설에 대한 작은 표적을 나타내기 위한 개선된 열교환기와 그 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 현재 시판되는 상응하는 용골냉각기보다 선박상에 보다 쉽게 설치할 수 있는 개량된 일체형 용골냉각기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 현재 사용중인 상응하는 일체형 열교환기보다 중량이 가볍고 이에 의하여 비용이 저렴한 일체형 열교환기및 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 현재 공지된 상응하는 열교환기보다 열교환기를 통하여 흐르는 냉각제에 있어서 압력저하가 낮은 직사각형 열전도관을 갖는 일체형 열교환기 및 그 헤드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 보다 큰 열방출을 수용하기 위하여 추가적인 급배수관설비장치를 요구하거나 추가적인 공간 요건을 요구함이 없이 전체적인 열전달 성능을 능가하고 종래의 구성부재보다 낮은 압력저하를 제공하는 이전에 설치된 일체형 열교환기의 개선장치로서 사용하기 위한 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 직사각형 냉각제 유관(流管)을 갖는 개량된 일체형 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 지금까지 일체형 열교환기의 열전달 능력을 감소시키고 냉각제 유관주위와 그 사이에서 주위 물의 흐름을 감소시킨 사점(dead spot)을 감소시키는 직사각형 냉각제 유관을 갖는 일체형 열교환기용의 개량된 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 용골냉각기에 손상을 입힐수 있는 암설과 수면아래의 물체에 부딪히는 것으로 부터 헤더에 대하여 일어날 수 있는 손상을 감소시키는 것에 의한 직사각형 냉각제 유관을 갖는 일체형 열교환기용의 개량된 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 열전도관사이및 그 주위에서의 주위 물의 난류를증대시키기 위한 개량된 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 추가적인 목적은 일체형 용골냉각기의 애노우드(anode)에 의하여 암설과 수면밑의 물체에 부딪힐 일이 없는 일체형 용골냉각기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 용골냉각기를 갖는 선박이 주위 물을 가르고 항해함에 따라 항력(抗力; drag)를 감소시키는, 소형이고 유선형의 프로파일을 갖는 용골냉각기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 물과 같이 주위 냉각매체와 냉각제사이에서의 향상된 열교환을 제공하기 위한 일체형 열교환기용의 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일반적인 목적은 제조와 사용면에서 능률적이고 효과적인 일체형 열교환기 및 그 헤더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 설명과 첨부한 청구범위로 부터 명백하게 된다.
본 출원에 관계되는 발명은 일체형 열교환기, 즉 냉각제 유관과 일체로 된 2개의 헤더를 갖는 열교환기이다. 이는 앞서 설명한 바와 같은 선박상에 사용되는 것으로 설명 내용중 용골냉각기라고도 불리우는 열교환기에 특히 적용가능하다. 그러나, 본 발명에 의한 열교환기는 산업 및 과학 기구등과 같이 다른 상황에서 발열원(또는 가열 또는 냉각 유체)를 냉각하는 데 사용될 수도 있으므로, 열교환기 용어는 여기에 논의되는 제품에 대한 포괄적인 설명을 망라한다. 열교환기는 2개의 헤더와 헤더와 일체로 된 1개이상의 냉각제 유관을 포함한다. 용골냉각기가 냉각매체로서 주위 물을 사용하더라도, 냉각매체의 포괄적인 용어는 히트싱크(heatsink) 또는 유체 히트싱크를 가리킨다.
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배(marine vessel)와 같이 냉각된 유체 열원(熱源)을 갖는 산업용 장치에서의 엔진, 기어박스 및 기타 발열원을 냉각하기 위한 열교환기에 관한 것이다. 본 발명은 더 구체적으로는 열원을 냉각하는 데 사용되는 개방식 열교환기(여기서 열전달관은 냉각 또는 가열유체를 보지하는 쉘 콘테이너(shell container)에 대한 외판에 있기보다는 주변의 냉각 또는 가열 유체에 노출되어 있음)에 관한 것으로서, 여기서 열교환기는 효과적으로 발휘되며, 공지의 다른 열교환기에 비하여 중량과 부피가 작다. 또는, 본 발명에 의한 열교환기는 히터로서 사용될 수가 있어서, 비교적 냉각된 유체는 열전달관을 통하여 열을 흡수한다.
도1은 물속에서의 선박상의 열교환기의 개략도이다.
도2는 선박상에 설치되어 엔진에 연결되는 종래기술에 의한 일체형 용골냉각기를 갖는 선박용의 엔진의 측면도이다.
도3은 종래기술에 의한 용골냉각기의 회화도이다.
도4는 종래기술에 의한 일체형 용골냉각기의 냉각제 유관의 일부와 일부절개된 헤더의 부분 회화도이다.
도5는 냉각제 유관의 일부와 헤더를 보인 상태에서의 종래기술에 의한 용골냉각기의 일부 단면도이다.
도6은 냉각제 유관의 일부와 헤더를 보인 상태에서의 본 발명에 의한 일체형 용골냉각기의 일부 측단면도이다.
도7은 본 발명에 의한 일체형 용골냉각기의 일부분으로서 일부 절개된 상태의 회화도이다.
도8은 본 발명에 의한 일체형 용골냉각기의 냉각제 유관의 일부와 헤더의 회화도이다.
도9는 도8에 도시된 장치의 일부 측면도이다.
도10은 도8에 도시된 장치의 정면도이다.
도11은 도8에 도시된 장치의 일부 저면도이다.
도12는 주위 물의 흐름라인을 도시한 상태에서의 본 발명에 의한 헤더의 일부의 측면도.
도13은 본 발명에 의한 용골냉각기의 회화도이다.
바람직한 실시형태의 설명
도1에 도시된 것은 선박용의 열교환시템의 기본적인 구성부재이다. 시스템은 열원 1, 열교환기 3, 열원 1에서 열교환기 3까지 가열 냉각제를 운송하기 위한 파이프 5, 및 열교환기 3에서 열원 1까지 냉각된 냉각제를 운송하기 위한 파이프 7을 포함한다. 열원 1은 선박용의 엔진, 발전기 또는 기타 열원일 수가 있다. 열교환기 3은 일체형 용골냉각기(여기서는 일체형 용골냉각기만이 설명되므로 여기서는 일반적으로 "용골냉각기" 로만 칭하여진다)일 수가 있다. 열교환기 3은 수위아래(즉, 포수면(泡水面) 아래)의 주위 물에 위치되며, 가열 냉각제로부터의 열이 열교환기 3의 벽을 통하여 전달되어 냉각기 주위 물로 방출된다.
도2는 엔진 또는 다른 열원 13에서 흐르는 냉각제로부터 주위 물쪽으로 열을 전달하기 위한 열교환기 11가 선박상에 탑재된 것을 도시한 것이다. 냉각제는 흐름라인 14 또는 15중 하나에서 또는 엔진 13에서 용골냉각기 11로 흐르고 다른 유동파이프를 통하여 용골냉각기 11에서 엔진 13으로 귀환한다. 용골냉각기 11은 선박의 선체에 부착되어 있되 그 선체로부터 이격되어 있다.
종래기술에 의한 용골냉각기 17은 도3에 도시되어 있다. 이 용골냉각기는 내부관 25 및 2개의 외부관(이하 설명함)을 갖는 한 세트의 평행한 직사각형 냉각제 유관 23의 대향 단부에서 한쌍의 헤더 19, 21을 포함한다. 한쌍의 노즐 27, 28은 용골냉각기 17의 안팎으로 냉각제를 안내한다. 노즐 27, 28은 원통형의 나사산연결기 29, 30 및 노즐 단부에서의 니플(nipple) 31, 32를 갖는다. 헤더 19, 21은 거의 주상(柱狀)구조를 갖고 그 단부 34, 35는 관 23의 상부면 및 하부면이 위치되는 평행한 평면에 수직한다. 용골냉각기 17은 노즐 27, 28을 통하여 연장되는 선박의 선체에 연결된다. 크기가 큰 가스켓 36, 37 각각은 각각 헤더 19, 21에 대향하여 일측면을 갖고 타측면은 선박의 선체와 결합된다. 고무워셔 38, 39는 선박상에 용골냉각기 17을 설치할 때 선체의 내측면에 배치되고 금속워셔 40, 41은 고무워셔 38, 39 위에 얹혀진다. 전형적으로 노즐과 상화성(相和性)이 있는 금속으로 형성되는 너트 42, 43은 연결기 29, 30의 나사선 44, 45에 나사결합되어 선체에 대하여 가스켓과 고무워셔을 단단히 조여서 그 위치에서 용골냉각기 17을 보지하여 누수로 인한 선체의 관통공을 밀봉한다.
도4로 돌아가서, 종래기술에 의한 도3에 도시된 현재의 용골냉각기의 일부 단면도가 도시되어 있다. 용골냉각기 17은 일련의 평행한 열전도관 또는 냉각제 유관 23 및 헤더 또는 다기관(manifold) 19로 구성되어 있다. 노즐 27은 후술하는 바와 같이 헤더 19에 연결되어 있다. 노즐 27은 니플 31을 가지며, 연결기 29는 워셔 40과 너트 42 뿐만 아니라 상술한 바와 같이 나사산 44를 갖는다. 노즐 27의 니플 31은 통상적으로 선체 안쪽으로 연장되는 연결기 29의 내측에 땜납되거나 용접되어 있다. 헤더 19는 상부벽 또는 천장부(roof) 47, 외부 후면벽(back wall) 34 및 저면벽(bottom wall) 또는 바닥 48을 갖는다. 헤더 19는 관 23에 대하여 경사져 있는 일련의 핑거(finger)형 부재 52를 갖고 내부관 25의 단부 55를 수용하기 위한 공간을 규정하고 있다.
또한 용골냉각기 17과 헤더 19를 단면형태로 도시하고 있는 도5와 관련하여, 헤더 19는 핑거형 부재 52로 구성된 경사면 49를 더 포함한다. 내부관 25의 단부 55는 경사면 49를 통하여 연장되어 있다. 내부관 25는 핑거형 부재 52에 땜납되거나 용접되어 연속적인 표면을 형성한다. 플랜지 56은 노즐 27을 통하여 연장되는 내측 오리피스(orifice) 57를 에워싸고 있어 헤더 19상의 수직위치에서 노즐 27의 지지역활을 하도록 제공된다. 플랜지 56은 벽 47의 아래쪽의 보강판 58과 결합한다.
상술한 설명과 다음의 설명에 있어서, "상부", "내부", "아래쪽", "단부(말단)" 등의 용어는 도5에 도시된 바와 같이 수평위치에서 바라본 열교환기, 용골냉각기 또는 헤더에 관한 것이다. 이는 수상선(水上船)에 사용되는 경우와 같이 이들 구성부재는 선박의 측면에 탑재되거나 선체의 선단부 또는 후단부 또는 다른 여러위치에서 경사져 있다는 것을 실현한 것이다.
헤더 19의 각각의 외부 측벽은 외부 직사각형 관으로 구성되어 있고, 그 측벽중 하나가 도4에서 도면부호 60으로 표시되어 있다. 외부관은 헤더 19로 연장되어 있다. 도4 및 도5는 외측관 벽 61의 양측면을 도시한 것이다. 내부벽 65의 양측면은 도4 및 도5에 도시되어 있다. 원형의 오리피스 69는 용골냉각기 17의 외측 직사각형관의 내부벽 65를 통하여 연장되어 있음이 보여지며, 외측관을 통하여 흐르는 냉각제를 헤더 19의 안팎으로 운반하기 위하여 설치되어 있다. 이 점에서, 노즐 27은 도5에서 흐름방향을 화살표 A로 표시한 가열 냉각제를 엔진으로 부터 수용하기 위한 입구 도관(inlet conduit)이거나, 또는 열원으로의 역순환을 위하여헤더 19로 부터 냉각된 냉각제를 수용하기 위한 출구 도관(outlet conduit)일 수가 있다.
또한 도4는 나사산이 있고 제거가능한 플러그를 수납하기 위한 배수(排水) 오리피스 71을 갖는다. 용골냉각기 17의 내용물은 오리피스 71을 통하여 제거될 수가 있다.
도3 - 도5에 도시된 종래의 헤더 19와 관련하여, 외부 후면벽 34와 바닥 48이 직각으로 형성되어 있음을 알수가 있다. 이러한 배치때문에 용골냉각기에 설계하고 작업할때 앞서 알지못하였던 많은 결점이 도출된다. 먼저, 관을 통과하는 냉각제의 흐름방향에 수직한 벽 34를 가짐으로써, 냉각제가 무질서하게 소용돌이치게 되어 저항에 따른 변동 유량으로 냉각제 유관을 통하여 강하게 밀고나감에 따라 헤더 19의 내측면에 큰 압력저하가 발생한다. 이에 의하여 흐름과 냉각제로 부터 용골냉각기 17의 관 23을 통하여 전달된 열의 순감소가 초래된다. 벽 34의 외측에 대하여, 수직벽은 주위 물의 흐름에 대한 장애물로서 작용하고 관 23 사이와 그 주변에서 흐를수가 있는 주위 물의 양을 감소시킨다. 더우기, 수직벽 34는 주위 물중의 암설에 대한 장애물로서 작용하여 용골냉각기에 잠재적으로 손상을 입힐 수가 있는 암석의 전 충격을 흡수한다. 더우기, 직각을 이루는 벽 34와 바닥 48을 가짐으로써 용골냉각기 17에 사용되는 재료량이 증대되어 그 용골냉각기의 비용에 추가된다. 대부분의 용골냉각기는 비교적 고가재료인 90-10 구리-니켈(또는 다량의 구리를 갖는 몇가지 다른 재료)로 구성된다. 더우기, 수직벽이 주위물로 향하게 하는 저항에 의하여 중대한 항력이 발생된다. 이는 용골냉각기의 열교환관으로의 주위 물의 흐름을 제한시키며, 배가 물을 가르질러 이동함에 따라 배의 저항에 가해진다.
도3 - 도5와 관련하여, 가스켓 36, 37이 다음의 3가지 필요목적을 위하여 설치되어 있다. 가스켓은 (1) 전기화학적 부식을 방지하도록 헤더를 절연시키고, (2) 주위물이 용기로 침입하는 것을 제거하며, (3)열교환기와 배의 선체 사이의 이격거리를 둠으로써 배와 용골냉각기 관 사이의 공간내에서 열이 전달되도록 하여 주위물이 그 공간을 통하여 흐르게 한다. 가스켓 36, 37은 일반적으로 폴리머 물질로 형성된다. 전형적인 상황에서는, 가스켓 36, 37은 1/4 인치 ∼ 3/4 인치의 두께를 갖는다. 용골냉각기 17은 상술한 바와 같이 배위에 설치된다. 배에서의 급배수설비장치는 호스에 의하여 니플 31과 연결기 29 및 니플 32와 연결기 30에 부착된다. 각각의 단부(미도시)에서의 방죽(cofferdam) 또는 해수함(sea chest)은 선체의 바로 내측에 노즐 27의 일부와 너트 42를 포함한다. 해수함은 용골냉각기가 심하게 손상되거나 마모되면 주위물이 침투위치에서 배로 거의 제한없이 흘러들어가게 되므로 주위물이 배로 흘러들어가는 것을 방지하기 위하여 설치된 것이다.
이제 도6 - 도11과 관련하여, 바람직한 실시형태가 도시되어 있다. 실시형태는 거의 직사각형 단면을 갖는 냉각제 유관(또는 열전달 유체 유관; 이는 일부 경우에 있어서 유체를 냉각하는 대신에 가열할 수도 있기 때문임) 202를 갖춘 용골냉각기 200을 포함한다. 헤더 204는 용골냉각기 200의 일체형 구성부재이다. 관 202는 내부 냉각제 유관 206과 외부 관 208을 포함한다. 니플 31을 갖는 노즐 27과 나사산이 있는 연결기 29는 앞서 설명한 바와 같고 헤더에 부착되어 있다. 헤더 204는 상부벽 또는 천장부 210, 상부벽 210에 가로방향의(바람직하게는 수직방향의) 말단벽 214를 갖는 경사진 밀폐된 단부 212 및 말단벽 214에서 시작하여 거의 평탄한 하부벽 217에서 종결하는 경사진 저면벽 216을 포함한다. 경사진 벽 216은 말단벽 214의 높이보다 길이(말단벽 214에서 하부벽 217까지)가 더 길어야 한다. 외부 직사각형 유관 208의 내부벽 218(도6 - 도7)은 헤더 204의 챔버 (chamber)와 외부 유관 208 사이에서 흐르는 냉각제에 대한 냉각제 유입구로서 제공되는 오리피스 220(각각의 관 208에 대한 헤더마다 1개)을 갖는다. (상기 챔버는 상부벽 210, 경사면 또는 내단부 또는 입구단부 229, 경사진 저면벽 216, 하부벽 217 및 말단벽 214에 의하여 형성된다) 또한 헤더 204는 용골냉각기의 부식을 저감하기 위한 애노우드 어셈블리(anode assembly; 미도시)을 갖는다.
구체적으로는 절결된 도7을 고려하면, 용골냉각기 200은 내부관 206과 외부관 208 및 외부관의 내부벽 218(오리피스 220을 구비)을 갖는 직사각형 관 202를 포함한다. 내부관 206의 개방된 단부 또는 입구는 도면부호 227로 도시되어 있다. 관 206은 경사진 벽 216으로 부터 헤더 204의 대향 부분의 경사면 229(도6)을 통하여 헤더 204와 결합되어 있다. 외부관 208은 외부벽 230을 갖고 그 부분은 또한 헤더 204의 측벽이기도 하다. 가스켓 36과 유사하고 그와 동일한 목적을 위한 가스켓 232는 천장부 210상에 배치된다.
경사진 벽 216의 각도는 본 발명의 중요한 부분이다. 여기서 설명한 바와 같이, θ로 지정된 각도는 냉각제 유관 202의 종방향과 수직하고, 관 206의 일련의 개방단부 또는 입구 227에서 가장 멀리 이격된 헤더 204의 밀폐된 단부의 부분에위치된 평면으로 부터, 즉 말단벽 214에서 경사진 벽 216까지 적절히 측정된다. 각도 θ는 말단벽 214와 경사진 저면벽 216에서 바깥쪽에 있으므로, 외부각으로서 칭해진다. 이 각도 θ는 유관 202와 천장부 210의 종축에 수직한 평면으로부터 측정되며, 말단벽 214를 따라 경사진 저면벽 216의 시작점이다. 각도 θ를 결정하기 위한 인자는 노즐 간격의 중심 대 중심거리를 측정하고, 용골냉각기의 전체 길이를 측정하고, 헤더가 애노우드 삽입을 유지할 수 있도록 헤더의 천장부보다 낮게 수직낙하를 제공하고, 열전달관의 최대길이(및 헤더의 상응하는 길이 감소)를 고려하는 것이다. 각도 θ는 오리피스 220의 크기에 영향받을 수 있지만, 일반적으로 다른 인자는 오리피스가 그것에 영향을 미치기 전에 각도 θ를 제한한다.
경사진 벽 216에 대한 또다른 중요한 양상은 관의 내측의 냉각제와 외측의 주위물 사이에서의 열전달을 증대시키기 위하여, 냉각제 유관 202의 외부벽들 사이와 그 외부벽 전면에 주위물의 흐름을 안내하는 방식이다. 도3 - 도5에 도시된 바와 같이 종래기술하에서는 배가 주위물을 가르고 지나감에 따라 수직벽 34는 주위물을 분기하므로 상당한 범위까지 주위물은 분리된 직사각형 관 27 사이 및 그 위로 지나가기 보다는주변으로 지나간다는 것을 생각할 수가 있다.
용골냉각기 200의 측면도를 도시하고 있는 도12와 관련하여, 용골냉각기가 주위물을 지나서 오른쪽으로 이동하므로 화살표 B는 용골냉각기 200을 가로지른 주위물의 흐름 패턴을 표시한 것이다. 화살표 B는 물이 경사진 벽 216에 부딪쳐서 경사진 벽 주변에 흐르고, 압력저하로 인하여 경사면 229를 따라서 냉각제 유관 202 위와 그 사이에 흐른다는 것을 보인 것이다. 이 흐름은 도3 - 도5에 도시된종래기술과 비교하여 볼때 열전도관으로 부터 열의 전달을 크게 증대시키는 난류이고, 이에 의하여 종래기술의 것보다 보다 능률적이고 효율적인 열교환기를 얻을 수가 있다.
본 발명에 의한 용골냉각기는 종래기술에서 행하였던 것 처럼 사용되고 평행한 냉각제 유관의 배열에 의하여 연결되는 2개의 헤더를 합체한 것이다. 본 발명에 의한 통상의 용골냉각기는 도13에 도시되어 있고, 이 도면에는 도7에 도시된 것 처럼 대향하는 헤더 204를 갖는 용골냉각기 200'을 도시하고 있다. 도시된 헤더는 도7에 도시된 것과 동일한 갯수를 갖는다. 가열된 냉각제 유체는 배의 열원에서 하나의 노즐 27로 흐르고 나서 하나의 헤더 204, 냉각제 유관 202, 다른 하나의 헤더 204, 다른 하나의 노즐 27을 통하여 흐르며, 냉각된 냉각제 유체는 배의 열원으로 역류한다. 2개의 헤더 204와 냉각제 유관 202를 통하여 흐르는 동안에, 냉각제는 주위물에 열을 전달한다. 경사진 벽 216의 모든 이점은 용골냉각기 200'에 적용된다.
상술한 용골냉각기는 헤더의 안팎으로 열전달 유체를 전달하기 위한 노즐을 보이고 있다. 그러나 헤더의 안팎으로 열전달 유체를 전달하기 위한 다른 수단이 있다. 예를들면, 플랜지를 설치한 용골냉각기에 있어서는, 열전달 유체 흐름통로를 확립하기 위하여 서로 연결하기 위한 말단 플랜지를 갖는 용골냉각기로 부터와 선체로 부터 연장되는 파이프 등의 1개이상의 도관이 있다. 통상적으로는 가스켓은 플랜지들 사이에 개재된다. 배의 냉각제 급배수관설비 장치에 용골냉각기를 연결하기 위한 다른 수단이 있을 수도 있다. 본 발명은 용골냉각기를 냉각제 급배수관설비 장치에 결합하기 위하여 사용된 연결방식과는 무관하다.
본 발명은 바람직한 실시형태를 특별히 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 해당분야의 숙련자에 의하여 발명의 정신과 범위내에서 각종의 변경 및 수정을 할 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (43)

  1. 냉각제 유체 냉각매체로 부터 열을 전달하기 위한 열원으로 부터 냉각제 유체를 운반하여 이 냉각된 냉각제 유체를 열원으로 복귀하기 위하여 종방향으로 연장되어 있고, 적어도 한 세트의 서로 근접한 개방단부를 갖는 일련의 내부관과 외측관을 구비하는 다수의 냉각제 유관 및,
    상기 내부관의 상기 세트의 개방단부에서 상기 냉각제 유관에 연결되어 있고, 상기 개방단부를 통하여 상기 냉각제 유관으로 부터의 냉각제의 수용 및/또는 그 냉각제 유관으로의 냉각제의 전달을 위한 입구 단부와, 상기 냉각제 유관의 종방향으로 가로지르는 상기 입구 단부에 대향하는 밀폐된 단부를 구비하는 헤더로 구성되어 있고, 상기 밀폐된 단부는 경사면의 시작점에서 수직한 단부 평면으로 부터 상기 냉각제 유관의 종방향까지 상기 입구 단부쪽으로 기울어진 경사진 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경사진 벽의 경사량은 상기 단부 평면에서 상기 경사진 벽까지의 외부각 θ로 측정되고, 이 외부각 θ는 0°와 90°사이인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 직사각형 냉각제 유관은 그 외부 측고가 2½인치이고 그 외부 측폭이 ½인치인 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 외부각 θ가 52°인 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 헤더는 상기 단부 평면에 수직한 평탄한 상부면을 갖고, 상기 밀폐된 단부는 상기 평탄한 상면으로 부터 연장되어 상기 단부 평면에 있는 말단벽을 포함하고, 상기 경사진 벽은 상기 말단벽으로 부터의 외부각 θ에서 상기 말단벽으로 부터 연장되어 있으며, 상기 외부각 θ는 0°와 90°사이인 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 경사진 벽은 상기 말단벽의 높이보다 길이가 긴 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 말단벽의 높이는 1.125 인치보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  8. 열원을 냉각하기 위한 열교환기용 헤더로서, 이 열교환기가 냉각제 유체로 부터 유체 히트싱크로 열을 전달하기 위한 열원으로 부터 냉각제 흐름을 운반하기 위하여 종방향으로 연장되어 있는 다수의 내부 냉각제 유관을 구비하고, 이 냉각제 유관이 단면으로 거의 직사각형이며 거의 평행한 관계로 배치되며, 적어도 한 세트의 서로 근접한 개방단부를 구비하는 것으로 구성된 열교환기용 헤더에 있어서,
    상기 헤더는 내부 냉각제 유관으로 부터의 냉각제의 수용 및/또는 그 냉각제 유관으로의 냉각제의 전달을 위한 입구 단부 및,
    상기 입구 단부에 대향하여 있고 냉각제 유관쪽으로 종방향으로 가로지르는 밀폐된 단부로 구성되어 있고, 이 밀폐된 단부는 냉각제 유관의 종방향에 수직하고 냉각제 유관의 상기 세트의 개방단부로 부터 가장 멀리 이격된 상기 밀폐된 단부의 부분에 위치된 단부 평면으로 부터 냉각제 유관쪽의 방향으로 기울어져 있는 경사진 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 헤더.
  9. 제8항에 있어서, 종방향에 거의 평행한 상부면과, 상기 상부면으로 부터 연장되어 이 상부면에 수직한 말단벽으로 더 구성되어 있고, 상기 경사진 부분은 상기 말단벽으로 부터 냉각제 유관쪽으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 헤더.
  10. 제9항에 있어서, 상기 경사진 벽이 상기 말단벽에서 상기 경사진 벽까지 측정된 외부각 θ로 기울어져 있고, 이 외부각 θ는 0°와 90°사이인 것을 특징으로 하는 헤더.
  11. 제10항에 있어서, 상기 외부각 θ가 52°인 것을 특징으로 하는 헤더.
  12. 제9항에 있어서, 상기 경사진 벽이 상기 말단벽의 높이보다 길이가 긴 것을특징으로 하는 헤더.
  13. 제9항에 있어서, 상기 말단벽의 높이는 1.125 인치보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 헤더.
  14. 수상선(水上船; water vessel)용의 일체형 용골냉각기에 있어서,
    상기 용골냉각기는 냉각제 유체로 부터 주위물(ambient water)로 열을 전달하기 위한 열원으로 부터 냉각제 유체를 운반하기 위하여 종방향으로 연장되어 있고, 단면으로 거의 직사각형이고 거의 평행한 관계로 배치되며, 적어도 한 세트의 서로 근접한 개방단부를 구비하는 다수의 내부 냉각제 유관 및,
    상기 내부 냉각제 유관의 상기 세트의 개방단부에서 상기 내부 냉각제 유관에 연결되어 있고, 상기 개방단부를 통하여 상기 내부 냉각제 유관으로 부터의 냉각제의 수용 및/또는 그 내부 냉각제 유관으로의 냉각제 전달을 위한 입구 단부와, 상기 냉각제 유관의 종방향으로 가로지르는 상기 입구 단부에 대향하는 밀폐된 단부를 구비하는 헤더로 구성되어 있고, 상기 밀폐된 단부는 상기 냉각제 유관의 종방향에 수직하고 상기 냉각제 유관의 상기 세트의 개방단부로부터 가장 멀리 이격된 상기 헤드의 밀폐된 단부의 부분에 위치된 단부 평면으로 부터 상기 냉각제 유관쪽의 방향으로 기울어져 있는 경사진 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 경사진 벽의 경사량은 상기 단부 평면에서 상기 경사진 벽까지의 외부각 θ로 측정되고, 상기 외부각 θ는 90°보다 작은 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 직사각형 냉각제 유관은 그 외부 측고가 2½인치이고, 각각의 측면사이의 폭이 ½인치인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 외부각 θ는 52°인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  18. 제14항에 있어서, 상기 헤더는 상기 단부 평면에 수직한 평탄한 상부면을 갖고, 상기 밀폐된 단부는 상기 평탄한 상부면으로부터 연장되어 있고 상기 단부 평면에 있는 수직벽을 포함하며, 상기 경사진 벽은 상기 벽으로부터 외부각 θ에서 상기 수직벽으로부터 연장되어 있으며, 상기 외부각 θ는 0°와 90°사이인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 경사진 벽은 상기 수직벽의 높이보다 표면길이가 긴 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  20. 제18항에 있어서, 상기 수직벽의 높이는 1.125인치보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  21. 수상선(水上船; water vessel)의 용골냉각기용의 헤더로서, 용골냉각기가 냉각제 유체로부터 주위물(ambient water)로 열을 전달하기 위한 열원으로부터 냉각제 흐름을 운반하기 위하여 종방향으로 연장되어 있고, 단면으로 거의 직사각형이고 거의 평행한 관계로 배치되며, 적어도 한 세트의 서로 근접한 개방단부를 갖는 다수의 내부 냉각제 유관을 구비하는 것으로 된 용골냉각기용의 헤더에 있어서,
    상기 헤더는 내부 냉각제 유관의 개방단부로부터의 냉각제의 수용 및/또는 그 개방단부로의 냉각제의 전달을 위한 입구 단부 및,
    상기 입구 단부에 대향하여 있고, 내부 냉각제 유관쪽으로 종방향으로 가로지르는 밀폐된 단부로 구성되어 있고, 이 밀폐된 단부는 상기 냉각제 유관의 종방향에 수직하고 상기 냉각제 유관의 상기 세트의 개방단부로부터 가장 멀리 이격되어 있는 밀폐된 단부의 부분에 위치된 단부평면으로 부터 상기 냉각제 유관쪽의 방향으로 기울어져 있는 경사진 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 헤더.
  22. 제21항에 있어서, 상기 밀폐된 단부는 상기 헤더의 상기 상부면으로부터 연장되어 이 상부면에 수직한 말단벽을 포함하고, 상기 경사진 부분은 상기 벽으로부터 냉각제 유관쪽으로 기울져 있는 것을 특징으로 하는 헤더.
  23. 제22항에 있어서, 상기 경사진 벽의 경사량은 상기 단부 평면에서 상기 경사진 벽까지의 외부각 θ로 측정되는 것을 특징으로 하는 헤더.
  24. 제23항에 있어서, 상기 외부각 θ는 52°인 것을 특징으로 하는 헤더.
  25. 제23항에 있어서, 상기 헤더는 상기 단부 평면에 수직한 평탄한 상부면을 갖고, 상기 밀폐된 단부는 상기 평탄한 상부면으로부터 연장되어 있고 상기 단부 평면에 있는 말단벽을 포함하며, 상기 경사진 벽은 상기 말단벽으로부터 외부각 θ에서 상기 수직벽으로부터 연장되어 있으며, 상기 외부각 θ는 0°와 90°사이인 것을 특징으로 하는 헤더.
  26. 제25항에 있어서, 상기 경사진 벽은 상기 단부 벽의 높이보다 길이가 긴 것을 특징으로 하는 헤더.
  27. 제25항에 있어서, 상기 수직벽의 높이는 1.125인치보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 헤더.
  28. 열전달 유체를 냉각하거나 가열하기 위한 열교환기에 있어서,
    상기 열교환기는 열원과 히트싱크사이에서 열전달 유체를 운반하고, 서로 근접한 한 세트의 개방단부를 갖는 내부관과 외부측 관을 포함하는 다수의 평행한 열전달 유체 유관 및,
    챔버를 갖고 상기 내부 유관의 상기 세트의 개방단부에 연결되어 있고, 상기 유관의 상기 세트의 개방단부를 수용하기 위한 내부 단부와 이 내부 단부에 대향하는 외부의 밀폐된 단부 및 천장부를 구비하는 헤더로 구성되어 있고, 상기 내부단부, 상기 외부의 밀폐된 단부 및 상기 천장부는 상기 챔버의 부분을 이루고, 상기 외부의 밀폐된 단부는 상기 천장부에 대하여 90°미만의 내부각으로 기울져 있는 경사진 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  29. 제28항에 있어서, 상기 천장부는 거의 평탄하고, 상기 외부의 밀폐된 단부는 상기 천장부에 거의 수직한 말단벽을 가지며, 상기 경사진 부분은 상기 말단벽으로부터 0°이상, 90°미만의 외부각으로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  30. 제28항에 있어서, 열원은 수상선의 발열구성부이고, 히트싱크는 주위물(ambient water)이고, 상기 열교환기는 용골냉각기이며, 상기 열전달 유체 유관은 단면으로 거의 직사각형인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  31. 제30항에 있어서, 상기 천장부는 거의 평탄하고, 상기 밀폐된 단부는 상기 천장부에 거의 수직한 말단벽을 가지며, 상기 경사진 부분은 상기 말단벽으로부터 0°이상, 90°미만의 외부각 θ로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  32. 제31항에 있어서, 상기 유관은 그 외부 측고가 2½인치이고, 그 외부측폭이 ½인치인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  33. 제32항에 있어서, 상기 외부각 θ는 52°인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  34. 제31항에 있어서, 상기 경사진 부분은 상기 말단벽의 높이보다 길이가 긴 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  35. 제28항에 있어서, 상기 천장부는 거의 평탄하고, 상기 밀폐된 단부는 상기 천장부에 가로지르는 말단벽을 가지며, 상기 경사진 부분은 상기 말단벽으로 부터 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  36. 제30항에 있어서, 상기 내부 유관은 그 길이가 거의 직선이고 상기 내부 유관의 타단부에서 서로 근접하여 제2 세트의 개방단부를 갖고,
    열교환기는 상기 내부 유관의 타단부에 있되, 챔버를 갖고 상기 내부 유관의 상기 세트의 개방단부에 연결되어 있고, 상기 내부 유관의 상기 세트의 개방단부를 수용하기 위한 내부 단부와 이 내부 단부에 대향하는 외부의 밀폐된 단부 및 천장부를 구비하는 제2의 헤더로 구성되어 있고, 상기 내부 단부, 상기 외부의 밀폐된 단부 및 상기 천장부는 상기 챔버의 부분을 이루고, 상기 외부의 밀폐된 단부는 상기 천장부에 대하여 90°미만의 내부각으로 기울져 있는 경사진 부분을 가지며,
    하나의 헤더와 상기 제2 헤더는 열원으로 부터의 가열된 열전달유체를 상기 하나의 헤더로 안내하기 위한 입구도관을 갖고, 다른 하나의 헤더와 상기 제2의 헤더는 냉각된 열전달유체를 열원쪽으로 안내하기 위한 출구도관을 갖는 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  37. 제36항에 있어서, 상기 입구도관은 입구노즐이고 상기 출구도관은 출구노즐인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  38. 제28항에 있어서, 상기 열전달 유관은 단면으로 거의 직사각형이고 그 외부 측고가 2½인치이고, 그 외부 측폭이 ½인치인 것을 특징으로 하는 용골냉각기.
  39. 열전달 유체를 외부측관의 안팎으로 안내하기 위하여 외부측관의 대향하는 단부의 근처에 오리피스를 갖는 2개의 외부측관,
    열전달 유체를 내부측관의 안팎으로 안내하기 위하여 개방된 대향단부와 하나의 단부 근처에 오리피스를 갖는 적어도 1개의 내부측관, 및
    챔버를 갖는 제1 및 제2의 대향하는 헤더로 구성되어 있되, 제1의 헤더는 열원으로부터 가열된 열전달 유체를 수용하기 위한 수단을 가지며,
    각각의 헤더는 내부단부와, 천장부와, 상기 내부단부에 대향하는 외부의 밀폐된 단부를 구비하며, 상기 외뷔의 밀폐된 단부는 상기 천장부에 대하여 상기 내부단부쪽으로 하향방향으로 기울어진 경사진 부분을 가지며, 상기 외부측관의 단부들은 상기 제1 및 제2의 헤더의 챔버의 부분을 형성하고, 상기 오리피스는 그 챔버내에 개방되어 있으며,
    상기 내부측관은 상기 제1의 헤더를 다중 챔버로 분할하기 위하여 상기 헤더들중 하나의 외부의 밀폐된 단부까지 연장되어 있고, 상기 내부측관은 상기 다중챔버내에서 열전달 유체의 혼합을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 다중 통로 열교환기.
  40. 제39항에 있어서, 상기 가열된 열전달 유체를 수용하기 위한 수단은 상기 다중 챔버들중 한 챔버내에 있고, 상기 제1의 헤더의 다중챔버들중 다른 한 챔버내에에서 냉각된 열전달 유체를 열원으로 방출하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 통로 열교환기.
  41. 제39항에 있어서, 냉각된 열전달 유체를 열원으로 방출하기 위한 수단을 상기 제2의 헤더에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 통로 열교환기.
  42. 대향하는 방향으로 열전달 유체를 안내하기 위하여 종방향으로 연장되어 있는 적어도 2개 세트의 평행한 열전달유체 유관으로 구성되어 있되,
    각각의 세트의 열전달유체 유관은 열전달유체를 외부측관의 안팎으로안내하기 위한 오리피스를 갖는 외부측관과,
    열전달유체를 내부측관의 안팎으로 안내하기 위한 개방된 대향단부를 갖고 서로 인접하여 있는 내부측관과,
    챔버를 갖는 제1및 제2의 대향하는 헤더를 포함하며,
    각각의 헤더는 내부단부;
    천장부;
    상기 내부단부에 대향하는 외부의 밀폐된 단부를 구비하며, 상기 외뷔의 밀폐된 단부는 상기 천장부에 대하여 상기 내부단부쪽으로 하향방향으로 기울어진 경사진 부분을 가지며, 상기 외부측관의 단부들은 상기 제1 및 제2의 헤더의 챔버의 부분을 형성하고;
    상기 헤더들을 다중 챔버로 분할하고 상기 다중챔버사이에서 열전달 유체의 혼합을 방지하도록 상기 헤더들의 적어도 하나의 헤더내의 상기 내부측관사이에 있는 적어도 1개의 분리판을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 통로 열교환기.
  43. 열전달 유체를 외부측관의 안팎으로 안내하기 위하여 외부측관의 대향하는 단부 근처에 오리피스를 갖는 외부측관과,
    열전달유체를 내부측관의 안팎으로 안내하기 위하여 서로 멀리 떨어져 대향하는 방향으로 면하고 있는 각각의 단부 근처에 오리피스를 갖는 한쌍의 인접한 내부측관과,
    챔버를 갖는 제1 및 제2의 대향하는 헤더로 구성되어 있되, 제1의 헤더는 가열된 열전달유체를 수용하기 위한 수단을 구비하며,
    각각의 헤더는 내부단부;
    천장부;
    상기 내부단부에 대향하는 외부의 밀폐된 단부를 구비하며, 상기 외부의 밀폐된 단부는 상기 천장부에 대하여 상기 내부단부쪽으로 하향방향으로 기울어진 경사진 부분을 가지며, 상기 외부측관의 단부들은 상기 제1 및 제2의 헤더의 챔버의 부분을 형성하고, 상기 오리피스는 챔버들내에 개방되어 있으며;
    상기 내부측관은 상기 헤더들을 다중 챔버로 분할하기 위하여 상기 헤더들의 외부의 밀폐된 단부까지 연장되어 있고, 챔버들 사이에서 열전달 유체의 혼합을 방지하며, 상기 가열된 열전달유체를 수용하기 위한 수단은 상기 챔버들중 하나의 챔버내에 있고, 상기 열전달유체를 방출하기 위한 수단은 상기 챔버들중 다른 하나의 챔버내에 있는 것을 특징으로 하는 다중 통로 열교환기.
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