KR20060051166A - 열교환 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 일체화된 상태의 전열부에서의 개구 부분 간 격리 구조를 일부 개량하여, 능률적으로 부재 간 용접을 수행할 수 있는 동시에 다른 유체 유로 사이의 수밀(水密)이 확실하게 유지될 수 있는 열교환 유닛을 제공한다. 본 발명에 따르면, 복수 병렬 상태로 일체화된 전열부에서의 두 변에 실질적으로 단형(檀形)인 단형 평탄부(12)를 성형하고, 각각의 전열부에서의 단형 평탄부(12) 사이의 간극으로 이루어진 제1 개구 부분 단부 내외에 따르며 실질적으로 톱니 형상인 톱니형 부분(21,31)을 갖는 외측 보조재(20) 및 내측 보조재(30)를 전열부 병렬 방향으로 가설(架設)하여, 상기 전열부 사이의 간극에 삽입된 상태의 각각의 톱니형 부분(21,31)을 서로 용접하여, 전열부마다 용융 일체화시킴으로써, 각각의 톱니형 부분(21,31) 사이의 간극을 메우기 때문에, 전열부와 각각의 보조재(20,30)가 일체화된 용접 조인트 부위에서 제1 개구 부분이 인접한 제2 간극 부분으로부터 확실하게 격리된 상태를 얻을 수 있는 동시에, 전열부 사이의 연결 강도를 대폭 향상시킬 수 있다.

열교환기, 용접, 전열부, 수밀, 용융 일체화

Description

열교환 유닛 {HEAT EXCHANGE UNIT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛의 측면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛의 평면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛에서, 전열부와 각각의 보조재가 미용접된 상태에서의 주요부를 확대한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛에서, 전열부만이 일체화된 상태를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛에서, 용접을 수행하기 전에 전열부에 각각의 보조재가 형성된 상태를 설명하는 도면.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛에서, 용접 전의 외측 보조재의 평면도이고, 도 6b는 상기 외측 보조재의 사시도임.

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛에서, 용접 전의 내측 보조재의 평면도이고, 도 7b는 상기 내측 보조재의 사시도임.

도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 유닛의 플랜지부가 배치된 상태를 도시한 설명도이고, 도 8b는 전술한 상태를 도시한 측면도임.

도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 유닛에서 플랜지부의 다른 배치 상태를 도시한 설명도이고, 도 9b는 전술한 상태를 도시한 측면도임.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 유닛의 플랜지부의 사시도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 유닛의 평면도.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 유닛의 제2 간극부에서의 유체 흐름 상태를 도시한 설명도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 열교환 유닛 10: 전열부

11: 전열면 12, 14, 15: 단형 평탄부

12a: 심 용접부 12b: 미용접부

13: 평면부 13a: 심용접부

20: 외측 보조재 21, 31: 톱니형 부분

22, 32, 41: 플랜지부 30: 내측 보조재

40: 측부 폐색 부재 50, 51: 제1 개구부

60, 61, 62, 63: 제2 개구부 70: 단위 유닛

80: 제2 간극부

특허 문헌 1: 일본 특개소53-56748호 공보

특허 문헌 2: 일본 특개2003-194490호 공보

본 발명은 금속 박판을 성형하여 얻어지는 복수의 열교환기용 전열부를 병렬 상태로 일체화한 열교환 유닛에 관한 것으로서, 특히, 상기 전열부 사이에 고압의 열교환용 유체를 도입할 수 있는 열교환 유닛에 관한 것이다.

고온의 유체와 저온의 유체 간에 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기를 사용하는 데 있어서, 열전달률을 크게 하여 열교환 성능을 향상시키고자 하는 경우에는 종래부터 판형 열교환기(plate-type heat exchanger)가 널리 이용되어 왔다. 상기 판형 열교환기는 판형을 갖는 복수의 전열부(플레이트)를 서로 평행하게 정해진 간격으로 중첩시켜, 각각의 전열부 사이를 유로로 하고, 각각의 유로에는 전열부 하나마다 고온 유체와 저온 유체를 교대로 흘려, 각각의 전열부를 통해 열교환시키는 구조를 갖는다. 전술한 종래의 판형 열교환기의 일례로서, 일본 특개소53-56748호 공보에 기재된 것을 들 수 있다.

이러한 종래의 판형 열교환기에서 각각의 전열부 사이에는, 각각의 전열부 사이를 일정한 간격으로 유지시키며, 유체의 통로부로서 구획된 탄성 소재제 개스킷 부재(gasket member)가 설치되어 있다. 단, 각각의 전열부 사이를 흐르는 각각의 열교환용 유체의 압력이 높은 경우에는 유체의 높은 압력으로 인해 상기 개스킷 부재가 변형되어, 유체가 이격된 채로 유지될 수 없거나, 또는 상기 전열부 간의 간격이 변할 수도 있어, 열교환을 유효하게 수행할 수 없게 될 우려가 있기 때문에, 개스킷 부재가 견딜 수 있는 수준의 압력 범위에서만 열교환용 유체를 이용해야 한다는 문제점이 있었다.

이 때문에 근래에는 개스킷 부재 등을 이용하지 않고, 정해진 간격으로 배치 되며 금속 박판으로 제조된 각각의 전열부 단부를 용접함으로써 직접 접합하여, 각각의 전열부의 표리(表裏) 양측에 통로부가 형성되어 있으며, 전열부가 일체화된 구성을 갖는 열교환기가 제안된 바 있고, 특히 본 발명자가 발명한 예로서, 금속 박판으로 제조된 복수의 전열부를 서로 병렬인 상태로 하여, 각각의 전열부 사이에 간극을 형성하면서, 각각의 전열부 주단(周端)들을 열교환용 유체 유통용 개구 부분을 제외하고 용접함으로써 각각의 전열부가 일체화되어 있고, 각각의 전열부 중 제1 개구 부분측 단부에 종단판을 일체로 용접하여, 제1 개구 부분 주위를 종단판으로 둘러싼 상태의 열교환 유닛이 특허 문헌 2 공보에 기재되어 있다.

종래의 열교환기(열교환 유닛)는 전술한 각각의 특허 문헌에 기재된 구성을 따르며, 특허 문헌 2에 기재된 종래 기술의 경우에는 직사각형 형상의 금속 박판으로 이루어진 각각의 전열부의 일체화에 대응하여, 각각의 전열부들은 서로 대향하는 두 변에서의 평탄부에서 각각 용접되어 2개씩 조합된 다음, 조합된 각 조가 상기한 두 변과는 다른 두 변에서의 평탄부에서 각각 용접되어 일체화되어 있다. 상기 일체화된 전열부 전체의 단부를 상기 종단판 중앙의 개구에 삽입한 다음, 각각의 전열부와 종단판을 용접하여 일체화되도록 조합함으로써, 전열부의 각각의 변마다 설치된 개구 부분들이 확실하게 격리되어 있는 상태이다.

전열부들의 용접에는 주로 심 용접(seam welding)이 이용되며, 심 용접을 이용하면 평탄부들을 능률적으로 용접할 수 있지만, 복수 조의 전열부를 용접하는 경우에는 조를 이루는 전열부들의 간격이 작다는 물리적인 제약이 있기 때문에, 평탄부의 끝쪽에는 심 용접기의 전극이 닿지 않아 심 용접을 수행할 수 없으며, 이와 같이 심 용접을 수행할 수 없는 부분은 그 외의 다른 용접 방법을 이용해야 하고, 전체를 용접하는 데 소요되는 시간이 증가하는 동시에, 심 용접 방법이 아닌 다른 방법으로 용접합 부분의 접합 강도가 심용접 부분에 비해 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 종단판과 전열부를 용접하는 데 있어서, 용접 대상 중 한 쪽이 박판이고, 용접 시에 발생하는 열을 신중하게 제어하지 않으면 과대한 열에 의해 손상될 수 있기 때문에, 자동화 공정을 수행하기 어려울 뿐만 아니라, 복수의 전열부의 단부에 따른 종단판의 빗살형 부분을 비롯한 종단판 개구 주위 에지(edge)의 복잡한 형상 부분과 전열부를 수밀(水密)하게 일체화하고, 전열부의 개구 부분들 간에 확실하게 격리된 상태가 되도록 해야 하기 때문에, 용접 방법으로서 필렛 용접(fillet welding)법을 이용해야 하는데, 용접 작업 시에는 복잡한 형상을 갖는 접합 부분을 따라 신중하게 용접을 수행해야 하고, 작업 능률이 좋지 않으며, 얻어진 용접 조인트는 열교환 유체의 압력에 대해 충분한 강도를 갖지 않는다는 문제점이 있다. 전술한 문제점 이외에도, 용접 작업 중에 용접 부위로부터 비산(飛散)된 스퍼터(sputter)가 전열부의 개구 내로 침입하는 경우에는 전열면에 부착될 뿐만 아니라, 전열부의 간극 내를 자유롭게 이동 가능한 입자상 물질로서 잔류할 우려 또한 있었다.

그리고, 상기 열교환용 유체로서, 해수 등과 같은 금속 부식성이 높은 액체를 이용하는 경우, 전열부의 소재로서는 티탄을 이용하지만, 티탄의 반응성이 풍부하기 때문에 용접은 가스 실드 아크 용접(gas-shielded arc welding)을 이용하며, 특히, 종단판과 전열부와의 용접 시에는 전술한 바와 같이 용접 시에 발생하는 열에 의한 제약이 있기 때문에, 용접 시에 발생하는 열을 미세하게 제어할 수 있는 TIG 용접법을 이용해야 하지만, TIG 용접법의 이용 시에는 용접 속도가 느리고, 용접할 대상 부재의 가공 정밀도를 높게 하여 각각의 부재 사이의 간극을 작게 해야 할 필요가 있는 등, 용접을 수행하는 데 있어서 제약이 많고, 용접 작업 전체적으로 볼 때, 수고와 비용이 든다는 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 일체화된 상태의 전열부에서 개구 부분들 간에 격리되어 있는 구조를 일부 개량하여, 능률적으로 부재 간의 용접을 수행할 수 있는 한편, 다른 유체 유로 간의 수밀 상태가 확실하게 유지될 수 있고, 고압의 열교환용 유체에도 대응할 수 있는 열교환 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 열교환 유닛은, 열교환용 유체와 표리(表裏)에서 접촉하며 금속 박판으로 제조된 전열부를 복수의 병렬 상태로 일체화함으로써 형성되고, 각각의 전열면 사이에는 제1 열교환용 유체가 통과하는 제1 간극부, 및 제2 열교환용 유체가 통과하는 제2 간극부가 각각 교대로 설치되어 있으며, 상기 각각의 제1 간극부에는 제1 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 제1 개구 부분이, 상기 각각의 제2 간극부에는 제2 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 제2 개구 부분이, 서로 이격된 단부 위치에 각각 설치되어 있으며, 상기 각각의 전열부는 실질적으로 직사 각형으로 성형된 것으로서, 그 외주가 대향하는 두 변에서의 한 부분 또는 복수 부분에, 주위로부터 융기된 상태로 성형되고 실질적으로 단형인 단형 평탄부(檀形平坦部)를 가지며, 상기 각각의 전열부 중, 상기 제1 간극부를 협지시키는 각각의 전열부는 상기 단형 평탄부의 융기된 측과 반대측의 이면이 대향하도록 하여, 상기 단형 평탄부 이외의 각각의 변 부분들을 수밀(水密)하게 용접함으로써, 상기 단형 평탄부에서 사이에 협지된 간극이 상기 제1 간극부와 연통(連通)한 상태인 동시에, 상기 제2 간극부를 협지시키는 각각의 전열부는 적어도 상기 단형 평탄부의 융기된 측 표면들을 수밀하게 용접하여 일체화됨으로써, 병렬 상태인 각각의 단형 평탄부 사이의 간극이 제1 개구 부분으로 취급되고, 상기 전열부에서 제1 개구 부분측 변부(邊部)에서, 상기 제1 개구 부분을 협지시키는 각각의 전열부 사이의 제2 간극 중, 상기 제1 개구 부분 근방의 정해진 범위를 폐색하는 형상을 갖고 실질적으로 톱니형인 톱니형 부분을 복수 병렬 상태로 갖는 전열부, 및 상기 전열부와 동일한 소재이며, 상기 전열부의 두께보다 두꺼운 판형의 외측 보조재가, 상기 각각의 톱니형 부분을 상기 제2 간극에서의 상기 정해진 범위 부분에 각각 삽입시키면서 상기 전열부의 병렬 방향으로 설치되고, 상기 제1 개구 부분을 이루는 각각의 단형 평탄부 사이의 간극 중, 상기 제2 간극 근방의 정해진 범위를 폐색하는 형상을 갖는 톱니형 부분을 복수 병렬 상태로 가지는 전열부와 동일한 소재이며, 상기 전열부보다 두꺼운 판형의 내측 보조재가, 상기 각각의 톱니형 부분을 상기 각각의 단형 평탄부 사이의 간극에서의 상기 정해진 범위 부분에 각각 삽입시키면서 전열부 병렬 방향으로 가설(架設)되고, 상기 각각의 외측 보조재 및 내측 보조재의 톱니형 부분이 용접에 의해, 각각의 톱니형 부분 사이에 협지된 상기 각각의 전열부에서의 정해진 부분마다, 각각의 톱니형 부분 사이에 간극이 없는 상태로 용융 일체화되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 직사각형 형상의 금속 박판으로 제조된 전열부의 두 변에 단형 평탄부를 성형하고, 각각의 전열부의 각 변의 정해진 부분끼리를 용접하여, 각각의 전열부를 복수 병렬 상태로 일체화하고, 각각의 전열부에서 단형 평탄부 사이의 간극으로 이루어진 제1 개구 부분 단부 내외에 따르는 형상의 톱니형 부분을 갖는 외측 보조재 및 내측 보조재를 상기 전열부 병렬 방향으로 가설하여, 상기 전열부 사이의 간극에 삽입된 상태의 각각의 톱니형 부분을 서로 용접하고, 이들 톱니형 부분 사이에 삽입되는 전열부마다 용융, 일체화시킴으로써, 각각의 톱니형 부분 사이의 간극을 메움으로써, 제1 개구 부분의 측단부에 전열부와 각각의 보조재가 견고하게 일체화된 용접 조인트가 형성되고, 상기 전열부 병렬 방향으로 연속된 각각의 보조재 사이의 용접 부위에서 제1 개구 부분이 그 측방에 인접한 제2 간극 부분으로부터 수밀하게 격리된 상태를 확실히 얻을 수 있음은 물론, 유닛화된 전열부 사이의 연결 강도를 대폭 향상시킬 수 있고, 열교환용 유체 간의 압력 차가 큰 상태에 대해서도 대응할 수 있다. 또한, 각각의 전열부 사이에 각각의 보조재의 톱니형 부분을 삽입하여 용접 대상 부분을 확대하여 용접시켜 일체화함으로써, 용접 시의 입열에 대한 여유도를 높여 일반적으로 입열량이 크고 용접 속도가 빠른 용접을 수행하기도 쉽고, 손실 등이 발생되지 않으면서 용접 작업 능률을 대폭적으로 향상시킬 수 있다. 아울러, 용접 부분 양측에 각각의 보조재가 연속한 벽형으로 존재하기 때문에, 용접 시의 용접 부위로부터 제1 개구 부분 등 개구 내로 스퍼터가 쉽게 비산하지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 열교환 유닛은, 상기 제2 간극부를 협지시키는 각각의 전열부가, 상기 단형 평탄부의 융기된 측 표면끼리를 가능한 범위로 심 용접(seam welding)함으로써 일체로 조합된 구성을 가지며, 상기 내측 보조재의 각각의 톱니형 부분은 상기 단형 평탄부의 양 단부에서의 심 용접기의 전극이 물리적으로 도달될 수 없으며 전열부끼리 용접할 수 없는 범위의 적어도 측방에 존재 가능한 길이로서 형성되고, 상기 제1 개구 부분을 이루는 각각의 단형 평탄부 사이의 간극에서의 상기 소정 범위 부분에 각각 삽입된 상기 각각의 톱니형 부분 사이를 용접함으로써, 상기 용접할 수 없는 범위 부분에서 각각의 전열부를 동시에 용융시켜 일체화된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 내측 보조재의 톱니형 부분을 전열부의 심 용접으로서는 용접되지 않는 범위 부분의 측방에 도달하기에 충분한 크기로 하여, 상기 내측 보조재와 상기 전열부 및 상기 외측 보조재를 용접할 때에 상기 전열부의 미용접 부분도 동시에 용융시켜 일체화시키고, 심 용접 부분으로부터 연속하여 단형 평탄부의 말단까지 용접 부분을 얻을 수 있기 때문에, 심 용접 시에 수반되는 미용접 부분을 해결하기 위한 별도의 용접 작업이 필요치 않으므로, 용접 작업의 능률을 향상시킬 수 있고, 심 용접을 행하는 경우에 필연적으로 생겼던 심 용접 이외의 용접 방법에 따른 전열부 용접 부분의 강도를 각각의 보조재와 일체화시킴에 따라 대폭 강화할 수 있고, 심 용접 부분에 비해 강도 저하도 없으며 용접 부분 전 체를 열교환용 유체 간의 압력차가 큰 상태로 확실하게 대응시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유체 유로 사이를 확실하게 격리시킬 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 열교환 유닛은 경우에 따라서, 상기 외측 보조재 및/또는 내측 보조재가 상기 톱니형 부분과는 반대측의 단부에, 상기 전열부 병렬 방향과 평행하게 배치되고, 각각의 전열부에서 제1 개구 부분측 단부와 정해진 간격을 이루는 판형의 플랜지부를 일체로 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에서는, 외측 보조재 및/또는 내측 보조재의 단부에 전열부의 병렬 방향과 평행한 플랜지부가 배치되고, 외측 보조재나 내측 보조재와 같이 플랜지부가 일체화된 각각의 전열부의 제1 개구 부분과 제2 간극 부분을 이격시킴으로써, 일체화된 전열부를 케이싱 내 등에 장착하는 경우에 플랜지부를 통하여 장착하는 경우, 용이하고도 적절하게 상기 제1 개구 부분과 제2 간극 부분이 이격된 상태를 확보할 수 있는 동시에, 전열부가 아닌 부분을 지지에 이용함으로써 장착 강도를 높일 수 있고, 장착 작업 능률 역시 향상시킬 수 있으며 열교환기의 제조 비용을 대폭 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열교환 유닛은, 상기 외측 보조재 및 내측 보조재의 각각의 톱니형 부분 사이의 용접이, 상기 외측 보조재와 상기 내측 보조재의 사이에서 실질적으로 와이어형인 전극을 구비한 전극부 전체를 이동시키면서, 상기 외측 보조재의 톱니형 부분, 상기 내측 보조재의 톱니형 부분, 및 상기 전열부와 상기 전극 간에 아크를 발생시키고, 상기 각각의 부재가 상기 각각의 부재와 동일한 소재의 상기 전극을 함께 통합하여 용융시켜, 일체화하는 소모 전극식 아크 용접에 의해 용접된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기 외측 보조재 및 내측 보조재의 각각의 톱니형 부분 사이를 전열부마다 용접하는 데 있어서 소모 전극식의 아크 용접을 이용함으로써, 상기 전열부와 그와 동일한 소재의 전극과, 상기 톱니형 부분 및 전열부와의 사이에 아크를 발생시키고, 아크에 의한 입열(heat input)을 크게 함으로써 각각의 부재의 용접 대상이 되는 부분을 신속하게 용융시키는 한편, 전극 용융분을 이행시켜, 용접된 부분에 용융 금속이 충분히 발생되도록 함으로써, 상기 전극부를 전열부 병렬 방향 등에 대해 단순한 동선 상을 이동시키는 것만으로, 각각의 부재의 용융 일체화를 확실하게 수행할 수 있으며, 작업 능률을 현저하게 높일 수 있고, 용접의 자동화를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 열교환 유닛은 경우에 따라서, 일체화된 전열부 중 가장 외측에 위치하는 전열부에서 상기 단형 평탄부가 융기된 측 표면과, 상기 외측 보조재 및 내측 보조재의 전열부 병렬 방향 각각의 단부가 각각 수밀하게 일체화되어 배치되고, 상기 제1 개구 부분에 대한 상기 가장 외측의 전열부 측방으로부터 상기 제2 열교환용 유체의 유입을 방지하는 측부 폐색 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 상기 유닛을 이루는 전열부 중 가장 외측에 위치한 단형 평탄부 표면과 외측 보조재 및 내측 보조재의 전열부 병렬 방향각 단부를 일체화함으로써, 측부 폐색 부재를 형성하여, 제1 개구 부분에 대하여 각각의 보조재가 없는 측방에 대해서도 각각의 보조재와 동일하게 격리시킴으로써, 일체화 된 전열부를 케이싱 내 등에 장착하는 경우에 측부 폐색 부재에 대하여 용접 등의 작업을 수행하여, 상기 전열부에 직접 가공을 실시하지 않고서 마무리되므로, 작업성 측면을 고려할 때, 상기 제1 개구 부분과 제2 부분의 격리 상태 확보가 우수한 동시에, 장착 강도뿐만 아니라 유닛 자체의 강도 또한 향상시킬 수 있으며, 보다 고압의 열교환용 유체에도 대응시킬 수 있다.

본 발명에 따른 열교환 유닛은, 상기 측부 폐색 부재가, 상기 전열부와의 일체화 부분으로부터 이격된 단부에, 각각의 전열부에서 제1 개구 부분측의 단부와 평행을 이루며, 상기 제1 개구 부분에 대하여 외측 또는 내측으로 정해진 폭만큼 뻗어 나온 판형의 플랜지부를 일체로 갖는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 측부 폐색 부재의 단부에 전열부 단부와 평행한 플랜지부를 설치하여, 상기 측부 폐색 부재와 같이 플랜지부가 제1 개구 부분과 전열부의 측방 부분을 이격시킴으로써, 일체화된 전열부를 케이싱 내 등에 장착하는 경우에 플랜지부를 통하여 장착하면, 용이하고도 적절하게 상기 제1 개구 부분과 제2 부분을 격리한 상태가 확보할 수 있는 동시에, 전열부가 아닌 부분을 지지에 이용함으로써 장착 강도를 높일 수 있고, 장착 작업 능률도 향상시키고, 열교환기의 제조 비용을 대폭 저감할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 열교환 유닛의 측면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 열교환 유닛의 평면도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 열교환 유닛에서의 전열부와 각각의 보 조재를 용접하지 않은 상태에서 주요 부분을 확대한 도면이고, 도 4는 본 실시예에 따른 열교환 유닛에서의 전열부만을 일체화한 상태의 설명도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 열교환 유닛에서 전열부에 대한 용접을 수행하기 전, 각각의 보조재가 설치된 상태의 설명도이고, 도 6a 및 도 6b는 각각 본 실시예에 따른 열교환 유닛에서 용접 전의 외측 보조재의 평면도 및 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 실시예에 따른 열교환 유닛에서 용접 전의 내측 보조재의 평면도 및 사시도이다.

각각의 도면에서 본 실시예에 따른 열교환 유닛(1)은, 실질적으로 직사각형으로 성형된 금속 박판으로 제조된 전열부(10), 복수의 톱니형 부분(21)을 가지며, 후판형(厚板形)의 외측 보조재(20), 및 복수의 톱니형 부분(31)을 가지며, 후판형의 내측 보조재(20)를 구비하고, 전열부(10)를 복수의 병렬 상태로 용접함으로써 일체화한 동시에, 각각의 보조재(20,30)의 톱니형 부분(21,31)을 각각의 전열부(10) 사이 간극의 정해진 부분에 삽입하여, 용접한 구성을 갖는다.

전열부(10)는, 실질적으로 직사각형 형상의 금속 박판을 소재로 하며, 정해진 프레스 장치(도시되지 않음)를 이용하여, 거의 중앙 부분에 성형된 전열면(11)을 구비한 동시에, 전열면(11)을 둘러싸는 외주의 정해진 부분에 단형 평탄부(12), 및 각각의 변 이외의 부분인 평면부(13)를 구비한다. 상기 전열면(11)은, 한 쪽 면에 고온의 열교환용 유체, 다른 쪽 면에 저온의 열교환용 유체가 각각 접촉하고, 열 전달을 수행하는 데 최적화된 요철 형상을 갖는 영역이며, 열 전달 특성이 우수한 파형(波形) 단면 형상이나, 응축수를 신속하게 배출할 수 있는 홈(groove) 부분 등을 갖는 공지의 요철 형상 패턴으로 되어 있어, 이에 대한 상세한 설명은 생략하 기로 한다.

이 전열부(10)를 복수 병렬시켜 일체화한 상태에서는 각각의 전열면(11) 사이에 제1 열교환용 유체가 통과하는 제1 간극부(도시되지 않음)와, 각각의 전열면(11) 사이에 제2 열교환용 유체가 통과하는 제2 간극부(도시되지 않음)가 교대로 형성되어 있다. 이들 각각의 전열부(10)의 일체화에 대응하여, 제1 간극부를 협지시키는 각각의 전열부(10)들은 단형 평탄부(12)의 융기된 측 반대측의 이면끼리 대향하도록, 단형 평탄부(12) 부위를 제외한 각 변의 평면부(13)끼리 수밀하게 심 용접되어 2개씩 조합된 다음, 조합된 각 조(단위 유닛(70))의 각각의 전열부(10) 양단에서의 단형 평탄부(12)의 융기된 측 표면끼리를 각각 수밀하게 심 용접됨으로써 일체화된다.

일체화된 전열부(10)에서 단형 평탄부(12)가 있는 양단부에서는 병렬 상태에 있는 각각의 단형 평탄부(12)에 협지된 간극이 각각 제1 간극부에 연통된 상태로 되어 있고, 이들 각각의 간극이 제1 간극부에 대하여 제1 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 제1 개구 부분으로서, 제1 개구부(50)가 된다. 또한, 제1 개구부(50)가 되는 단형 평탄부(12)가 없는 다른 두 변에서, 전열부(10) 사이의 다른 간극 부분이, 각각 제2 간극부에 대하여 제2 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 다른 개구 부분으로서의 제2 개구부(60)가 된다.

상기 외측 보조재(20)는, 전열부(10)의 두께보다 현저하게 커지는 후판형 부재를 길이 방향으로 평행한 절곡선(折曲線)으로써 일부 절곡하고, 절곡된 부분의 선단에, 일체화된 전열부(10) 사이의 제2 간극 부분에서의 제1 개구부(50) 부근에 위치한 단부에 정해진 형상에 거의 일치하는 톱니형 부분(21)이 형성되어 있는 구성을 갖는다.

또한, 외측 보조재(20)는 톱니형 부분(21)과는 반대측의 단부를 전열부(10)의 개구 정면 방향으로 정해진 길이만큼 연신시킴으로써 형성된 것이고, 상기 단부에는 전열부(10) 병렬 방향과 평행을 이루며, 각각의 전열부(10)에서 제1 개구부(50)측의 단부와 정해진 간격을 두고 제1 개구부(50) 정면측에 위치한 판형의 플랜지부(22)가 일체로 형성되어 있다. 플랜지부(22)는, 유닛으로서 일체화된 각각의 전열부(10)를 이동시킬 때 유지 부분이나 열교환기의 케이싱(casing)(도시되지 않음) 등에 장착된 부분으로서 이용된다.

상기 내측 보조재(30)는, 전열부(10)의 두께보다 현저하게 커지는 후판형 부재를 길이 방향으로 따르는 절곡선을 중심으로 일부 절곡하여, 절곡된 부분의 선단에 일체화된 제1 개구부(50)을 구성하는 각각의 전열부(10) 사이의 간극 단부에서 정해진 형상에 거의 일치하는 톱니형 부분(31)이 형성된 구성을 갖는다.

상기 외측 보조재(20)의 톱니형 부분(21)은 전열부(10)에서의 제1 개구부(50)에 인접한 제2 간극에 삽입되고, 상기 내측 보조재(30)의 톱니형 부분(31)은 전열부(10)에서의 제1 개구부(50)에 삽입되고, 각각의 전열부(10)와 삽입된 톱니형 부분(21,31)의 에지부를 용접함으로써, 각각의 전열부(10)와 각각의 보조재(20,30)가 일체화된다.

외측 보조재(20)의 톱니형 부분(21), 및 내측 보조재(30)의 톱니형 부분(31)은 전열부(10) 사이의 간극에 삽입된 상태에서 전열부(10)의 선단부로부터 각각 충 분한 깊이의 위치에 도달해 있으며(도 5 참조), 전열부(10)와의 접촉 면적을 확보함으로써, 용접 시에 발생하는 열에 의해 접촉된 부분이 쉽게 손상되지 않도록 하는 구성을 갖는다.

상기 측부 폐색 부재(40)는 상기 외측 보조재(20) 및 내측 보조재(30)와 동일한 후판형체로 형성되고, 일체화된 전열부(10) 중 가장 외측에 위치한 전열부(10)에서 단형 평탄부(12)의 융기된 측 표면과, 상기 외측 보조재(20) 및 내측 보조재(30)의 전열부 병렬 방향 각각의 단부와 각각 수밀하게 일체화된 것이며, 상기 제1 개구 부분에 대한 상기 가장 외측의 전열부 측방으로부터의 제2 열교환용 유체의 유입을 방지하는 기구이다.

이어서, 본 실시예에 따른 열교환 유닛의 조립에 대하여 설명한다. 미리 프레스 장치(도시되지 않음)를 이용하여 프레스 성형된 다음, 반출된 전열부(10)는 먼저, 이와 동일한 방법으로 성형된 다른 전열부(10)와 상하, 표리를 반대로 한 상태로 2개가 겹쳐진다. 전열부(10)와 다른 전열부(10)가 겹쳐지는 경우에는 단형 평탄부(12)를 제외한 각 변의 평면부(13)끼리 서로 밀착되는 동시에, 상응하는 전열면(11) 사이에 적어도 유체가 유통될 수 있는 간극을 갖는 상태가 된다.

겹쳐진 2개의 전열부(10)는 횡방향 단부 각 변의 평면부(13)의 일부를 용접대(溶接代)로 하여 심 용접되어 있고, 이렇게 하여 얻어진 심 용접부(13a)에서 일체화된 한 조의 단위 유닛(70)이 형성된다. 단위 유닛(70)을 이루는 전열부(10) 사이에는 서로의 전열면(11)에 협지되는 간극, 즉, 제1 간극부가 형성됨과 동시에, 용접되어 있지 않은 단형 평탄부(12)에 협지되는 간극 부분이 각각 상기 제1 간극 부에 연통되는 제1 개구부(50)가 된다(도 4 참조).

또한, 단위 유닛(70)은 이와 동일한 방법으로 형성된 다른 단위 유닛(70)과 병렬로 겹쳐져, 이와 대향하는 단위 유닛(70)에서의 전열부(10) 단부의 단형 평탄부(12)끼리 서로 밀착되는 동시에, 이에 상대하는 단위 유닛(70)의 전열면(11) 사이에 유체가 유통될 수 있는 간극을 갖는 상태가 된다.

겹쳐진 2개의 단위 유닛(70)은 서로 인접한 전열부(10)의 단형 평탄부(12) 단부에 심 용접됨으로써, 일체화된다. 단위 유닛(70)이 일체화된 상태에서는 단위 유닛(70) 사이에 제2 간극부가 형성되는 동시에, 용접되어 있지 않은 횡방향 단부 사이가 각각 제2 간극부에 연통되는 제2 개구부(60)가 된다(도 4 참조). 단, 단형 평탄부(12) 사이의 간극은 좁게 한정적인 공간으로 되어 있으며, 단형 평탄부(12)의 양단부에는 물리적으로 심 용접기의 전극이 도달, 접촉되지 않기 때문에, 심 용접부(12a)의 양단에 정해진 길이의 미용접부(未溶接部)(12b)가 잔존하고, 이에 인접한 전열부(10) 사이에 완전히 간극이 없는 상태로 되어 있지는 않다.

전술한 바와 동일한 방법으로 단위 유닛(70)끼리의 용접을 반복함으로써, 최종적으로 모든 단위 유닛(70)이 일체화된 상태에서 전열부(10)에 협지되는 다른 간극의 제1 개구부(50) 부근의 단부에 외측 보조재(20)의 톱니형 부분(21)을 삽입하는 동시에, 제1 개구부(50)를 구성하는 전열부(10) 사이의 간극 중 상기 다른 간극 집합 단부에 내측 보조재(30)의 톱니형 부분(31)을 삽입하고, 삽입된 각각의 보조재(20,30)의 각각의 톱니형 부분(21,31) 사이를 상기 각각의 보조재에 삽입된 각각의 전열부(10) 단부마다, MIG 용접 등 소모 전극식 아크 용접을 이용하여 용접한 다.

전극 용융분의 이행을 수반하여 입열량이 커지는 소모 전극식의 아크 용접 작업에 있어서, 외측 보조재(20)와 내측 보조재(30) 사이에서 전열부(10)와 동일한 소재의 와이어형 전극을 구비한 전극부 전체를 전열부(10) 병렬 방향으로 직선적으로 또는 지그재그 방향으로 이동시켜 용접을 수행하는 도중에, 두께가 두꺼운 각각의 톱니형 부분(21,31)이 두께가 얇은 전열부(10)에 대하여 양측에 위치하여 큰 입열량을 허용할 수 있기 때문에, 각각의 보조재(20,30) 및 전열부(10)의 용융, 및 일체화가 원활하게 진행되므로, 용접 작업성이 우수하고, 전열부(10)와 각각의 보조재(20,30)가 견고하게 일체화됨으로써, 고강도의 용접 조인트를 얻을 수 있다. 이 때, 단형 평탄부(12)의 양 단부에 남아 있던 전열부(10) 사이의 미용접부(12b)도 내측 보조재(30)의 톱니형 부분(31)과 함께 용접됨으로써 일체화되어, 완전히 간극이 없는 상태가 된다. 상기 용접 시에, 용접 부분으로부터 스퍼터가 비산하는 경우더라도, 용접 부분의 양측에는 각각의 보조재(20,30)가 연속된 벽형(壁形)으로 존재하고 있기 때문에, 제1 개구부(50) 등의 개구부 내에 스퍼터가 도달하지 않고, 비산된 스퍼터에 의해 전열면이나 유체 유로에 끼칠 악영향을 미연에 방지할 수 있다.

그런 다음, 전열부의 가장 외측 단부 및 각각의 보조재(20,30)의 전열 병렬 방향 단부에 측부 폐색 부재(40)를 장착하여 용접함으로써 일체화하면, 박판형의 전열부(10)로 이루어진 열교환 유닛(1)이 완성된다. 각각의 전열부(10)가 열교환 유닛(1)으로서 일체로 조합된 상태에서는 전열부(10)에서의 제1 개구부(50)의 단부 내외에 각각의 보조재(20,30)를 일체로 용접함으로써, 제1 개구부(50)가 제2 개구부(60) 측으로 통하는 간극 등이 없이, 확실하게 격리된 상태가 되어 있다. 제1 개구부(50)를 통하여 제1 간극부에 제1 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 한편, 제1 간극부와 전열부(10)를 사이에 두고 반대측의 제2 간극부에 제2 개구부(60)를 통해서 제2 열교환용 유체를 유통시키면, 2개의 열교환용 유체 사이에서 열교환이 이루어질 수 있다.

각각의 보조재(20)가 설치된 위치에서 개구 부분 사이가 확실하게 격리됨으로써, 열교환 유닛(1)을 이용하는 열교환기의 제조에 대응하는 각각의 개구 부분과 케이싱(셸)과의 연결 방법에 따라, 열교환용 유체의 입구 및 출구의 설정이 용이하고 융통성 있게 설정할 수 있으므로, 각종 용도의 열교환에 이용할 수 있다. 실제 유닛을 케이싱 등에 장착하는 경우에는 외측 보조재(20)와 일체의 플랜지부(22)를 통해 장착하고, 장착 강도를 높일 수 있으며, 상기 장착 작업 역시 수행하기 쉽다. 상기 유닛을 케이싱에 장착한 상태에서 외측 보조재(20) 및 측부 폐색 부재(40)와 외측의 케이싱 등과의 수밀하게 함으로써, 제1 개구부(50)와 제2 열교환용 유체를 유통시키는 유닛 이외의 부분을 격리시킨 상태를 확보할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 열교환 유닛에서는, 직사각형 형상의 금속 박판으로 제조된 전열부(10)에서의 두 변에 단형 평탄부(12)를 성형하고, 각각의 전열부(11)의 각 변의 정해진 부분끼리를 용접하여, 각각의 전열부(11)를 복수 병렬 상태로 일체화하고, 각각의 전열부(10)에서 단형 평탄부(12) 사이의 간극으로 이루어진 제1 개구부(50) 내외에 따른 형상을 갖는 톱니형 부분(21,31)을 구 비한 외측 보조재(20) 및 내측 보조재(30)를 전열부(10) 병렬 방향으로 설치하고, 전열부(10) 사이의 간극에 삽입된 상태인 각각의 톱니형 부분(21,31)을 함께 용접함으로써, 톱니형 부분(21,31)에 삽입된 각각의 전열부(10)마다 용융시켜, 일체화함으로써 각각의 톱니형 부분(21,31) 사이의 간극을 메우기 때문에, 제1 개구부(50)의 측단부에 전열부(10)와 각각의 보조재(20,30)가 견고하게 일체화된 용접 조인트가 형성되고, 전열부(10) 병렬 방향으로 연속된 각각의 보조재(20,30) 사이의 용접 부위에서 제1 개구부(50)가 그 측방에 인접한 다른 간극 부분으로부터 수밀하게 격리된 상태가 얻어지고, 유닛화된 전열부(10) 사이의 연결 강도를 대폭 향상시켜, 열교환용 유체 간의 압력 차가 큰 상태에서도 이용될 수 있다.

또한, 상기 실시예에 따른 열교환 유닛은, 외측 보조재(20)의 단부에 일체로 형성된 플랜지부(22)가 외측으로 크게 뻗어 나와, 각각의 전열부(10) 사이의 간극과 겹쳐지는 구성을 가지지만, 전술한 구성 이외에도 도 8에 도시한 바와 같이, 플랜지부(22)를 각각의 보조재(20,30)와 전열부(10)를 용접한 부분의 상측에 위치시키는 구성을 가질 수 있으며, 플랜지부(22)가 각각의 보조재(20,30)와 전열부(10)의 용접 부분과 함께 전열부(10) 사이의 간극을 덮는 면적을 필요로 하는 최소의 면적으로 함으로써, 각각의 전열부(10) 사이의 간극을 통과하는 열교환용 유체의 유동에 끼치는 영향을 억제할 수 있다. 아울러, 도 9에 도시한 바와 같이, 내측 보조재(30)의 톱니형 부분(31)과는 반대측의 단부를 전열부(10)의 개구 정면 방향으로 정해진 길이만큼 연신시켜 형성하는 동시에, 이 단부에 플랜지부(32)를 일체로 형성하여, 플랜지부(32)를 외측 보조재(20)측이 아닌 내측 보조재(30)측에 설치 할 수도 있다. 단, 전술한 바와 같은 구성을 실현하기 위해서는, 외측 보조재(20) 또는 내측 보조재(30)와 플랜지부(22,32)를 처음에는 분리된 상태로 하고, 각각의 보조재(20,30)의 각각의 톱니형 부분(21,31)과 각각의 전열부(10)를 용접한 다음, 판형체의 플랜지부(22,32)를 용접 부분의 상측에 위치하도록 하는 배치로, 외측 보조재(20) 또는 내측 보조재(30)의 단부에 일체로 고정해야 한다.

또한, 상기 실시예에 따른 열교환 유닛은, 외측 보조재(20)의 단부에 플랜지부(22)가 외측으로 뻗어 나온 상태에서 일체로 형성되는 구성을 갖고 있지만, 전술한 구성 외에도 도 10에 도시한 바와 같이, 측부 폐색 부재(40)의 단부에도 플랜지부(41)를 설치하여 외측 보조재(20)의 플랜지부(22)와 용접함으로써, 이들을 일체화시키고, 전체적으로 하나의 플랜지로서 이용하도록 하는 구성을 가질 수도 있고, 일체화된 유닛을 케이싱 내 등에 장착하는 경우에 각각의 플랜지부를 통하여 장착하면, 용이하고도 충분한 강도로 적절하게 제1 개구부(50)와 다른 부분이 격리된 상태가 확보될 수 있다.

아울러, 상기 실시예에 따른 열교환 유닛은, 전열부(10) 사이에 대하여 제1 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 하나의 개구 부분으로서의 제1 개구부(50)를 유닛의 길이 방향 양 단부에 배치하는 한편, 다른 개구 부분으로서의 제2 개구부(60)를 폭 방향 양 단부에 배치하고, 각각의 전열부(10)를 사이에 둔 열교환용 유체 간의 흐름 관계가 직교류가 되도록 한 구성이지만, 본 발명에서는 전술한 구성에 한정되지 않고 도 11에 도시한 바와 같이, 전열부(10) 단부의 단형 평탄부(14)의 배치를 바꾸어, 각각의 개구부(51,61)를 동일한 길이 방향 양 단부에 각각 설치 하는 동시에, 각각의 전열부(10)에서 제1 개구부(51) 및 제2 개구부(61)의 단부 위치 내외 각각에 상기 실시예와 동일한 각각의 보조재(20,30)를 일체로 용접함으로써, 제1 개구부(51)와 제2 개구부(61)가 서로 연통되도록, 간극 등이 없이 확실하게 격리된 상태를 유지시켜, 각각의 유체를 함께 유닛 양단부에서 도입 및 배출할 수 있도록 할 수도 있으며, 이 경우, 2개의 열교환용 유체의 흐름 관계를 병류 또는 향류로 하여 유체 간의 열교환을 수행할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 따른 열교환 유닛은, 하나의 개구 부분으로서 제1 개구부(50)를 유닛의 길이 방향 양 단부에 배치하는 동시에, 다른 개구 부분으로서 제2 개구부(60)를 폭 방향 양 단부의 실질적으로 전체에 걸쳐 배치하고, 제2 열교환용 유체를 폭 방향 흐름으로서 각각의 전열부(10)를 사이에 둔 열교환용 유체 간의 흐름 관계를 직교류로 하는 구성으로 하고 있지만, 본 발명에서는 전술한 구성에 한정되지 않고 도 12에 도시한 바와 같이, 전열부(10)의 제1 개구부을 이루는 길이 방향 단부에 대해서는 전술한 실시예와 동일하게 하고, 유닛의 폭 방향 단부가 되는 전열부(10) 각각의 변 중간의 정해진 범위에 단형 평탄부(15)를 설치하고, 전열부(10)가 병렬 일체화로 단형 평탄부(15)에 일체화된 용접부(15a)를 배치하여 제2 간극부의 개구 부분을 제한하는 한편, 다른 개구 부분으로서 제2 개구부(62,63)를 각각의 유닛 모서리부에 독립시킴으로써, 총 4개 부분에 설치하는 구성을 가질 수도 있고, 제2 열교환용 유체를 길이 방향 한쪽 단측 각각의 제2 개구부(62)로부터 다른 쪽 단측 각각의 제2 개구부(63)로 향하도록 함으로써, 제2 개구부(62,63)에 대하여 제2 열교환용 유체를 측부에서 출입시키면서, 전열부(10) 사이의 제2 간극 부(80)에서 유체를 길이 방향으로 유출할 수 있고(도 12에서, 실선 화살표로 표시함), 전열부(10)의 이측에서 제1 개구부 사이를 길이 방향으로 흐르는 제1 열교환용 유체(도 12에서, 점선 화살표로 표시함)와 제2 열교환용 유체와의 흐름 관계를 병류 또는 향류로 할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 따른 열교환 유닛에서는 각각의 보조재(20,30)의 톱니형 부분(21,31) 사이를 이들 사이에 삽입된 각각의 전열부(10) 단부마다, MIG 용접 등 소모 전극식의 아크 용접법을 이용하여 용접, 일체화하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, MIG 용접과 동등한, 큰 입열량을 부여하는 동시에 용가재(溶加材)를 충분히 공급할 수 있고, 각각의 보조재(20,30) 및 전열부(10)의 용융, 일체화를 원활하게 수행할 수 있다면, TIG 용접 등 그 외의 다른 용접 방법으로 용접함으로써, 일체화시킬 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 직사각형 형상의 금속 박판으로 제조된 전열부에서의 두 변에 단형 평탄부를 성형하고, 각각의 전열부의 각 변의 정해진 부분끼리를 용접하여, 각각의 전열부를 복수 병렬 상태로 일체화하고, 각각의 전열부에서 단형 평탄부 사이의 간극으로 이루어진 제1 개구 부분 단부 내외에 따르는 형상의 톱니형 부분을 갖는 외측 보조재 및 내측 보조재를 상기 전열부 병렬 방향으로 가설하여, 상기 전열부 사이의 간극에 삽입된 상태의 각각의 톱니형 부분을 서로 용접하고, 이들 톱니형 부분 사이에 삽입되는 전열부마다 용융, 일체화시킴으로써, 각각의 톱니형 부분 사이의 간극을 메움으로써, 제1 개구 부분의 측단부에 전열부와 각각의 보조재가 견고하게 일체화된 용접 조인트가 형성되고, 상기 전열부 병렬 방향으로 연속된 각각의 보조재 사이의 용접 부위에서 제1 개구 부분이 그 측방에 인접한 다른 간극 부분으로부터 수밀하게 격리된 상태를 확실히 얻을 수 있음은 물론, 유닛화된 전열부 사이의 연결 강도를 대폭 향상시킬 수 있고, 열교환용 유체 간의 압력 차가 큰 상태에 대해서도 대응할 수 있다. 또한, 각각의 전열부 사이에 각각의 보조재의 톱니형 부분을 삽입하여 용접 대상 부분을 확대하여 용접시켜 일체화함으로써, 용접 시의 입열에 대한 여유도를 높여 일반적으로 입열량이 크고 용접 속도가 빠른 용접을 수행하기도 쉽고, 손실 등이 발생되지 않으면서 용접 작업 능률을 대폭적으로 향상시킬 수 있다. 아울러, 용접 부분 양측에 각각의 보조재가 연속한 벽형으로 존재하기 때문에, 용접 시의 용접 부위로부터 제1 개구 부분 등 개구 내로 스퍼터가 쉽게 비산하지 않는다.

Claims (6)

1. 열교환 유닛으로서,

   열교환용 유체와 표리(表裏)에서 접촉하며 금속 박판으로 제조된 전열부를 복수의 병렬 상태로 일체화함으로써 형성되고, 각각의 전열면 사이에는 제1 열교환용 유체가 통과하는 제1 간극부, 및 제2 열교환용 유체가 통과하는 제2 간극부가 각각 교대로 설치되어 있으며,

   상기 각각의 제1 간극부에는 제1 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 제1 개구 부분이, 상기 각각의 제2 간극부에는 제2 열교환용 유체를 유입 및 유출시키는 제2 개구 부분이, 서로 이격된 단부 위치에 각각 설치되어 있으며,

   상기 각각의 전열부는 직사각형으로 성형된 것으로서, 그 외주가 대향하는 두 변에서의 한 부분 또는 복수 부분에, 주위로부터 융기된 상태로 성형되고 실질적으로 단형인 단형 평탄부(檀形平坦部)를 가지며,

   상기 각각의 전열부 중, 상기 제1 간극부를 협지시키는 각각의 전열부는 상기 단형 평탄부의 융기된 측과 반대측의 이면이 대향하도록 하여, 상기 단형 평탄부 이외의 각각의 변 부분들을 수밀(水密)하게 용접함으로써, 상기 단형 평탄부 사이에 협지된 간극이 상기 제1 간극부와 연통(連通)한 상태인 동시에, 상기 제2 간극부를 협지시키는 각각의 전열부는 적어도 상기 단형 평탄부의 융기된 측 표면끼리를 수밀하게 용접하여 일체화됨으로써, 병렬 상태인 각각의 단형 평탄부 사이의 간극이 제1 개구 부분으로 취급되고,

   상기 전열부에서 제1 개구 부분측 변부(邊部)에서, 상기 제1 개구 부분을 협지시키는 각각의 전열부 사이의 다른 간극 중, 상기 제1 개구 부분 근방의 정해진 범위를 폐색하는 형상을 갖고 실질적으로 톱니형인 톱니형 부분을 복수 병렬 상태로 갖는 전열부, 및 상기 전열부와 동일한 소재이며, 상기 전열부의 두께보다 두꺼운 판형의 외측 보조재가, 상기 각각의 톱니형 부분을 상기 제2 간극에서의 상기 정해진 범위 부분에 각각 삽입시키면서 상기 전열부의 병렬 방향으로 설치되고,

   상기 제1 개구 부분을 이루는 각각의 단형 평탄부 사이의 간극 중, 상기 제2 간극 근방의 정해진 범위를 폐색하는 형상을 갖는 톱니형 부분을 복수 병렬 상태로 가지는 전열부와 동일한 소재이며, 상기 전열부보다 두꺼운 판형의 내측 보조재가, 상기 각각의 톱니형 부분을 상기 각각의 단형 평탄부 사이의 간극에서의 상기 정해진 범위 부분에 각각 삽입시키면서 전열부 병렬 방향으로 가설(架設)되고,

   상기 각각의 외측 보조재 및 내측 보조재의 톱니형 부분이 용접에 의해, 각각의 톱니형 부분 사이에 협지되는 상기 각각의 전열부에서의 정해진 부분마다, 각각의 톱니형 부분 사이에 간극이 없는 상태로 용융 일체화되는 것

   을 특징으로 하는 열교환 유닛.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 간극부를 협지시키는 각각의 전열부는, 상기 단형 평탄부의 융기된 측 표면끼리를 가능한 범위로 심 용접(seam welding)함으로써, 일체로 조합된 구성을 가지며,

   상기 내측 보조재의 각각의 톱니형 부분은 상기 단형 평탄부의 양 단부에서의 심 용접기의 전극이 물리적으로 도달될 수 없으며 전열부끼리 용접할 수 없는 범위의 적어도 측방에 존재 가능한 길이로서 형성되고,

   상기 제1 개구 부분을 이루는 각각의 단형 평탄부 사이의 간극에서의 상기 소정 범위 부분에 각각 삽입된 상기 각각의 톱니형 부분 사이를 용접함으로써, 용접할 수 없는 범위 부분에서 각각의 전열부를 동시에 용융시켜 일체화된

   것을 특징으로 하는 열교환 유닛.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 외측 보조재 및/또는 내측 보조재가 상기 톱니형 부분과는 반대측의 단부에, 상기 전열부 병렬 방향과 평행하게 배치되고, 각각의 전열부에서 제1 개구 부분측 단부와 정해진 간격을 이루는 판형의 플랜지부를 일체로 갖는 것을 특징으로 하는 열교환 유닛.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 외측 보조재 및 내측 보조재의 각각의 톱니형 부분 사이의 용접이, 상기 외측 보조재와 상기 내측 보조재의 사이에서 실질적으로 와이어형인 전극을 구비한 전극부 전체를 이동시키면서, 상기 외측 보조재의 톱니형 부분, 상기 내측 보조재의 톱니형 부분, 및 상기 전열부와 상기 전극 간에 아크를 발생시키고, 상기 각각의 부재가 상기 각각의 부재와 동일한 소재의 상기 전극과 함께 통합하여 용융 시켜, 일체화하는 소모 전극식 아크 용접에 의해 용접된 것을 특징으로 하는 열교환 유닛.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   일체화된 전열부 중 가장 외측에 위치하는 전열부에서 상기 단형 평탄부가 융기된 측 표면과, 상기 외측 보조재 및 내측 보조재의 전열부 병렬 방향 각각의 단부가 각각 수밀하게 일체화되어 배치되고, 상기 제1 개구 부분에 대한 상기 가장 외측의 전열부 측방으로부터 상기 다른 열교환용 유체의 유입을 방지하는 측부 폐색 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 열교환 유닛.
6. 제5항에 있어서,

   상기 측부 폐색 부재가, 상기 전열부와의 일체화 부분으로부터 이격된 단부에, 각각의 전열부에서 제1 개구 부분측의 단부와 평행을 이루며, 상기 제1 개구 부분에 대하여 외측 또는 내측으로 정해진 폭만큼 뻗어 나온 판형의 플랜지부를 일체로 갖는 것을 특징으로 하는 열교환 유닛.

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