KR20060090972A - 열 교환장치 - Google Patents

Abstract

열 교환장치(30)가 교차 흐름의 대체로 균일한 속도를 유지하는 한편 유동체의 교차 흐름(36)을 나선의 형태로 유도하기 위한 내관의 종축에 비스듬한 각도로 장착된 4분원 꼴 형태의 차폐장치들(32)을 갖도록 구성된다.

열 교환장치.

Description

열 교환장치{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환장치 및 더 구체적으로는, 배타적이지 않지만, 나선형 통로 및 최대한으로 증가된 열 전환장치를 따라서 유체 흐름의 동일한 속도를 제공하기 위하여 형성된 내관형(shell) 및 튜브형(tube)의 열 교환장치에 대한 것이다.

하기 본래 목표를 달성하기 위한 열-교환 및/또는 열-발생 조립품들에 의해 생산량을 최대화하는 견실한 차폐장치:

더 높은 열 전환 효율;

더 낮은 압력 강하;

증가된 성능;

떨림에 대한 효과적인 보호; 및

감소된 설치 및 유지 비용.

국외, 정제장치, 동력, 석유화학제품 또는 종이 및 음식 산업들인지 아닌지 간에, 열 교환장치는 종종 상기 열거된 목적들의 핵심이 된다. 대부분의 열 교환장치의 구성들은 이미 잘 알려져 있고, 다양한 용도로 사용된다. 도 1의 열 교환장치-내관 및 튜브형 열 교환장치의 널리 사용되는 구성 중 하나는 제1 유동체 16이 파이프들 12를 통하여 통과할 수 있도록 두 말단 면 14 사이를 뻗은 한 묶음의 평 행한 파이프들 12를 수용하는 원통 모양의 내관(shell) 10을 포함한다. 한편, 제2 유동체 18은 상기 파이프들과 접촉하도록 두 말단 면들 사이의 공간 속을 통하여 흐른다. 두 유동체들 사이의 개선된 열 교환을 제공하기 위하여, 제2 유동체 18의 흐름은 제2 유동체의 흐름을 하나의 통로의 절로부터 다음 통로의 절로 통과하는 상기 유동체의 방향을 변경하도록 배열된 각각의 통로의 절들을 형성하는 중간 차폐장치(baffles) 20에 의하는 특징이 있다. 환상형 고리들 및 디스크들로 구성된 상기 차폐장치 20은 상기 제2 유동체 18의 지그재그의 흐름 24를 제공하기 위하여 내관 10의 종의 축 22와 수직으로 설치된다.

불편하게, 상기 제2 유동체는 내관의 길이에 따라 상기 유동체의 흐름의 방향을 여러 번 민첩하게 변경해야만 한다. 이는 조합에 있어서 열 교환장치의 실행에 불리한 영향을 미치는, 제2 유동체 및 제2 유동체의 비-균등한 유속의 동압력 감소의 원인이 된다.

당업계는 내관의 종축에 대하여 수직 위치의 차폐장치들이 상대적으로 비능률적인 열 전달 속도/압력 강하 비율의 주된 원인이 되는 것으로 오랫동안 인식하고 있다. 및 내관의 종축에 대하여 바른 각도에서 서로 평행하게 뻗은 인접한 차폐장치들은 인접한 경로(channels)들 사이 다수의 급커브의 특성을 가진 교차 흐름 통로를 가지는 특징이 있다. 열 전달의 효율은 차폐장치들 사이의 창 또는 간격을 줄임으로써 개선될 수 있다. 그러나, 창의 감소는 내관과 병렬로 된 차폐장치의 외부 가장자리를 따라서는 높은 유속, 및 내관의 중앙 가까이에서는 낮은 유속의 결과를 낳는다. 인접한 차폐장치들 사이를 확정하는 각각의 분절 이내에 흐름 분 포의 비-균등은 대류적인 열 전달 속도를 감소시키는 파이프 길이의 팽창/수축뿐만 아니라 다수의 소용돌이, 고이는 범위들을 발생시킨다. 감소된 열 전달 속도의 원인이 되는 추가 변수는 제1 유동체가 통과한 파이프들이 내관으로부터 일정한 반경의 거리에 위치되어야하는 점에 있다. 따라서, 변두리에 위치된 파이프들의 주변 교차 흐름은 중심에 장착된 파이프들 주변보다 더 빠르다.

따라서, 상기 설명된 종래의 차폐장치 배열은 차폐장치 내지 내관 및 파이프 내지 차폐장치 사이의 유극을 통하여 우회 흐름을 낳는다. 우회 흐름은 상당한 속도의 변화에 의해 발생된 흐름의 불평등 배치가 비사용구역에서 역류 및 소용돌이가 증가하는 한편 교차 흐름의 열전달이 감소하게 되고, 그 결과 내관쪽에서 엉킴의 비율이 더 증가한다. 상기와 같은 흐름의 불평등은 파이프들의 빠른 퇴화를 야기하는 주변 파이프들의 부식 및 높은 온도를 야기하고, 그 결과, 열 교환 과정에서 역할이 줄어든다. 열 교환장치의 설계가 열 교환 과정에 전체 묶음 각각의 파이프가 균등한 기여를 하는 것에 기초를 두기 때문에, 손상된 상기 파이프들은 이런 요구에 부응할 수 없으며, 교체되어야 한다. 상기와 같은 교체와 관련된 비용은 엄청나게 비싼 열 교환장치의 고 유지비용을 만든다.

더욱이, 종래의 배열은 대부분 24-피트 길이에 이르는 긴 파이프들이 비-균등 속도와 관련된 문제의 해결을 위하여 상당한 거리의 공간적으로 떨어진 차폐장치의 연속적 배열에 의해 유지되기 때문에 높은 흐름이 유발하는 진동 손실이 발생할 것이다. 높은 열적 증감의 결과로써 및 비균등 교차 흐름의 진동 위험들은 중요한 요소이다.

따라서, 하기 목적을 달성할 수 있는 차폐장치 조립품을 구성하는 것이 바람직하다:

개선된 대류의 열 교환 속도를 이끌어내는 내관을 통한 교차-흐름의 균일성;

차폐장치 조리품 또는 틀에 의해 지지되는 다중 파이프들에 비례하여 다중 차폐장치들의 실제 상의 자리를 정하는 안정성 및 정확성; 및

차폐장치 조립품의 편리한 설치.

본 발명의 목적은 내관쪽에서 가상의 나선형 흐름 통로를 생성하기 위하여 내관의 종축에 굽어서 각각 위치된 공간적으로 떨어진 4분원으로 형성된 차폐장치들의 연속물로 종래의 분절 판의 차폐장치들을 교체함으로써 달성된다. 본 발명 구조의 장점들 중 하나는 각도를 이뤄서 장착된 차폐장치들이 결과적으로 역류 및 소용돌이들을 피하는 각각의 차폐장치들의 반대쪽을 따라서 대체로 균일한 속도를 가지는 교차 흐름을 위한 유도 키(vanes)들의 역할을 맡는 것이다.

따라서, 상기 언급된 종래의 도안에서 교차 흐름을 강제로 만드는 대신에, 기울어진 차폐장치들의 연속물이 대체로 동일한 유속 및 누손의 최소화를 제공하는 더욱더 자연스런 나선형 흐름 통로를 따라서 제2 유동체의 방향을 지시한다. 유속이 각각의 차폐장치 양 측면에서 대체로 균등하기 때문에, 이후의 압력 변화는 중요하지 않다. 따라서, 상기에서는 차폐장치들을 가로질러 또는 통하는 바람직하지 않은 누손들이 아니며, 및 이론적으로 도안된 흐름은 내관의 내부 벽면을 향하고, 나선형 통로의 절정(peak)을 형성하는 차폐장치의 표면을 따라서 주로 발생한다. 따라서, 상기 제2 유동체가 내관의 종축에 수직으로 차폐장치들의 각에 따라서 더 빠르게 또는 더 느리게 내관의 전체 구간을 통과할 수 있는 한편, 유속은 여전히 일정하다.

더욱이, 원소들을 운반하는 흐름의 팽창 및 수축에서 소모된 흐름 에너지가 극소이기 때문에, 압력의 손실들은 종래의 차폐장치가 있는 열 교환장치들에서 관찰된 손실 중 단지 작은 부분이다. 따라서, 나선형 차폐장치의 구조는 열 전달을 위해 이용할 수 있는 미량의 압력의 더 고도한 변환을 제공한다.

본 발명의 하나의 관점에 따라서, 나선형의 차폐장치 4분원들은 타원형 판들의 단편조각들을 반영하였다. 내관의 내부 벽면과 병렬로 된 외부 타원형으로 형성된 외부 표면들의 구성은 상기 표면들 사이의 유극들을 빈틈이 없도록 제공하며, 그 결과로써, 나선형으로 차폐장치가 배열된 튜브 묶음이 내관 속으로 삽입될 때 누손(leakages)은 최소화된다.

상기 차폐장치들을 통하여 결과적으로 장착된 파이프들의 묶음 및 파이프들 서로에 대하여 다중 차폐장치의 바람직한 위치를 확보하기 위하여, 본 발명은 차폐장치의 연속물들 서로 연결하는 원소들을 다양한 형태로 보강할 수 있도록 하였다. 일실시예에 따라서, 서로 떨어진 종축의 봉합 스트립(strips)들은 인접한 차폐장치들의 변두리에 접합된 납작못(tack)이다. 대안으로, 간격을 띄우는 스트립은 공간적으로 떨어진 차폐장치들을 얻기 위하여 형성된 매듭 봉을 묶을 수 있다. 마지막으로, 차폐장치의 마주보는 반경의 양 날개는 인접한 차폐장치들의 대립되는 날들을 따라서 형성된 반 홀들과 함께 제공된 단단하게 뻗은 플랜지(flange)를 가진다.

본 발명의 또 다른 관점은 이중 나선 형태를 형성하는 두 차폐장치의 스트링(string)을 포함하는 나선형의 차폐장치 배열을 제공한다. 상기와 같은 구조는 흐름의 균일한 속도의 작용이 없지만, 특별히 파이프들의 긴 경간(spans)을 늘이는 장점이 있다.

본 발명의 구조는 원리의 적용을 위해서뿐만 아니라 현재의 설비들에서도 동일하게 장점이 있다. 전자를 위해, 본 발명의 구조에 대한 장점은 유지 비용은 더 낮추는 한편 용량은 증가하도록 하는 것이다. 실제로, 기계적 고장 및 부식 때문에 교체될 필요가 있는 파이프들의 비율이 소용돌이들 또는 역혼합의 제거 결과 상당히 줄어든다. 원리의 적용을 위하여, 본 발명의 구조는 부지(plot) 공간, 에너지 비용 및 투자금액을 줄이도록 도와준다.

따라서 본 발명의 목적은 교차 흐름 속도의 비 균일성을 최소화하고, 열 교환의 속도를 단축하기 위하여 형성된 내관 및 파이프의 열 교환장치에서 개선된 차폐장치의 배열을 제공하는데 있다;

본 발명의 또 다른 목적은 내관의 내부 차폐장치 배열 사이의 유극을 최소화하기 위하여 형성된 4분원 꼴의 차폐장치 판을 제공하는데 있다;

본 발명의 또 다른 목적은 삽입이 용이하고, 4분원 꼴의 차폐장치들에서 파이프들의 바람직한 위치를 확보하기 위하여 형성된 배열들의 강화로 4분원 꼴의 차폐장치들의 연속물을 제공하는데 있다;

본 발명의 또 다른 목적은 흐름이 유발하는 진동들에 대비하여 묶음의 견고함을 강화하기 위하여 형성된 4분원 꼴의 차폐장치들의 이중 나선 배열을 제공하는데 있다; 및

본 발명의 또 다른 목적은 상기 이중 나선 배열의 설치가 효과적으로 이루어질 수 있도록 4분원 꼴의 차폐장치들을 구성하는데 있다.

상기 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들이 일련의 도면들이 동반된 하기 설명으로부터 더욱더 쉽고 분명하게 될 것이다:

도 1은 종래의 내관 및 튜브 열 교환장치의 흐름 분포의 도식도 이다;

도 2는 본 발명의 열 교환장치의 투시도이다;

도 3은 차폐장치의 새장 비슷한 것의 투시도이다;

도 4는 4개의 4분원 꼴의 차폐장치 조립품의 입면도이다;

도 5는 본 발명에 따라 형성된 단일 차폐장치의 도면이다;

도 6은 종의 봉합 스트립들을 설명하는 도 2에 나타난 본 발명의 열 교환장치의 측면도이다;

도 7은 보강재의 스트립들을 설명하는 본 발명의 열 교환장치의 입면도이다;

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 형성된 본 발명의 4분원 꼴의 차폐장치들의 입면도이다;

도 9는 본 발명의 나선형 4분원 꼴의 차폐장치 배열의 이중 나선 구조의 도식도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 나선형으로 차폐장치가 있는 열 교환장치 30은 내관 34의 종축 A-A에 수직의 N-N에 대하여 각 λ로 설치된 대부분의 4분원 꼴로 형성된 조각의 차폐장치 판들 32 각각이 구성되어 있다. 상기 차폐장치의 4분원 꼴 판들 32(이하 차폐장치들이라 칭함)는 따라서 내관쪽 교차흐름 36을 차폐장치들 사이의 감소된 지지되지 않는 파이프 전장(spans)들에서 나선형 형태로 유도한다. 그 결과 또 다른 유동체에 의해 통과된 파이프 40의 진동이 최소화되기 때문에 열 전달을 위해 이용가능한 압력의 효과적인 전환 및 줄어든 위험성이 있는 내관쪽에서 정확한 교차 흐름이 생긴다. 상기 장치는 부착물을 위해 교차 흐름 36을 따라서 사라진 지점들이 없고, 소용돌이 및 역 혼합의 소모적인 에너지가 상당히 제거된다. 동반된 도면들에서 나타내는 차폐장치들 32가 평평할지라도, 각각의 차폐장치들의 맞은편이 나선의 형태를 따라 교차 흐름 36을 유도하기 위하여 구부러져야 한다.

도 3 및 도 4에 예증된 바와 같이, 대부분의 연결 봉(tie rods)들 28에 의해 서로 연결되고 각 λ로 장착된 연속적인 차폐장치들 또는 4분원 꼴의 판들 32의 결합체인 차폐장치 틀(cage) 26은 교차 흐름 36을 위한 나선형의 유도 및 다중 파이프들 40을 위한 지지를 위해 제공된다. 바람직하게, 상기 틀(cage)은 내관 속의 대부분의 파이프들 40의 효과적인 설치가 요구되는 연속적인 차폐장치 32의 홀들 50 사이의 정렬에 의해 특징지어지는 각각 바람직한 각도의 위치에서 각각의 차폐장치들을 지지하는 중심 파이프 38(도 4참조)을 가진다. 차폐장치들 32의 적절한 각도의 위치를 확보하기 위하여, 및 즉, 틀 26의 구조적 정확성을 확보하기 위하여, 각각의 차폐장치의 정점은 중심 파이프 38을 따라서 바뀌는 한편 차폐장치들 32가 각도 λ를 유지하도록 형성된 유일하게 각이 있는 노치(notch) 42가 있는 구멍을 뚫어야 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 도 3에 예증된 바와 같이, 차폐장치들 32 사이의 종의 봉합 스트립들 44의 설치는 틀 26의 정확도를 높여준다. 차폐장치들 32의 구조는 서로 대립 되는 차폐장치들 32의 주변의 끝부분들 46의 각면판 팁(tips)들 48을 가지기 위해 형성된다. 상기 차폐장치들이 지지되지 않은 채 남아 있다면, 극소의 구조적 불규칙들 및 흐름 부하들은 연속적인 차폐장치들의 파이프 홀 50의 잘못 정렬될 것이다. 평행의 차폐장치들의 저마다의 열을 각각 연결하는 것인 상기 지지되지 않은 말단 영역들(각면판 팁들) 48을 봉합 스트립 44와 연결하는 것은 파이프 홀들 50 사이의 정렬을 활용하며, 및 상기 차폐장치들의 바람직한 위치의 확보결과 파이프들 40의 효과적인 설치를 허용하였다.

상기 봉합 스트립 44는 간단하고, 능률적이 및 인접한 차폐장치들의 적절한 위치를 확보하는 비용이 효율적인 구조, 및 파이프들 공통의 신뢰성 확보를 상기 차폐장치에 제공한다. 장점으로, 상기 봉합 스트립들 44는 교차 흐름과 간섭을 피하기 위해 내관의 안쪽 및 차폐장치들의 외부 날들 46(도 4, 도 5 참조) 사이의 유극 내에서 위치되고, 다각형 또는 고리모양 형태를 포함하여 다양하게 형성된다. 각각의 봉합 스트립 44는 틀(cage) 26의 전체 길이를 따라서 연속적으로 뻗었으며, 각면판 팁들 48로 점 용접 또는 태그 용접된다.

도 7에 나타낸 실시예에 따라서, 인접한 차폐장치들 사이의 바람직한 유극은 도 3에서 설명된 것보다 더 좋은, 인접한 차폐장치들 32 중 각각의 하나에 각각 부 착되는 연결 봉들 28에 걸쳐지는 간격을 띄우는 스트립들 또는 보강재 판들 56을 제공함으로써 달성될 수 있다. 상기 보강 배열은 바로 위에 언급한 실시예로써 동일한 반경을 부분적으로 가지며, 및 차폐장치들 32의 파이프 홀들 50 사이에 바람직한 정렬을 만든다. 보강재 판들 56의 설치로부터 봉하는 추가적인 장점은 인접한 차폐장치들 32(도 3 및 도 9)에 흔한 파이프들 80의 신뢰성 있는 사용을 허락한다. 인접한 차폐장치들의 날개(flanks) 54를 따라서 형성된 반원형의 노치(notches)들 52 (도 4, 도 5)은 반대쪽들로부터 보통의 파이프들 80을 사용한다. 보강재 판 56에 의해 증진되는, 차폐장치들 32는 인접한 차폐장치들에 형성된 노치들 52가 그들 사이의 파이프들 80을 안전하게 사용하기 위하여 서로 향하여 각이 지게 강화된다.

구성요소를 보강하는 본 발명의 추가의 대안적인 실시예에 따라서, 인접한 차폐장치들 32의 말단 영역들 49는 도 8에 나타난 바와 같이 공파이프 열 또는 열들에 의해 버텨진다. 특히, 차폐장치 32의 말단 영역 49는 적어도 하나 이상의 구멍들 60을 가지는 돌출 또는 확장 부분 58로써 형성된다. 인접한 차폐장치들의 삐져나온 부분 58은 구멍들 60이 파이프(들) 50에 의해 통과되고, 서로에 대하여 중심에 맞추어 장착된다. 상기 실시예는 도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이 사용되면, 제조, 설치 및 유지 비용들이 증가하는 인접한 차폐장치들을 정렬하기 위하여 추가로 보강된 구성요소들이 필요하지 않기 때문에 특히 이로운 점이 있다.

내관 및 튜브 구성 열 교환장치의 구조적 특징들에 따르면, 각각의 차폐장치 32는 내관 34(도 2)의 내관 안쪽 62로부터 반경 안에서 차단한다, 종래에, 차폐장 치 판은 내관의 원형 아치를 형성하는 주변 말단을 가졌다. 차폐장치의 외부 주변 말단이 내부 벽 62에 상보적으로 형성된다면, 각도 λ로 환상형 차폐장치들을 장착하는 것은 차폐장치의 외부 주변 말단 및 내관의 환상형 내부 벽 62 사이의 비 균일한 유극을 반드시 제공해야 할 것이다. 따라서, 비-균일한 유극을 통하여 교차 흐름의 속도는 마찬가지로 비-균일할 것이다. 상기 비-균일을 교정하기 위하여, 본 발명의 차폐장치들은 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 차폐장치들 32가 각도 λ로 장착될 때, 내관의 내부 벽 62로부터 균일하게 떨어진, 타원형의 표면의 단편으로써 형성된 외부 외면의 말단 46을 각각 가진다.

도 9는 본 발명에 따라서 형성된 이중 나선 차폐장치 배열 90을 예증한다. 차폐장치 32의 주기를 증가시키는 것은, 파이프들 40의 비-지지된 전장이 대체로 균일함이 남아있는 교차 흐름의 속도에 영향을 주지않고, 이등분으로 줄어든다.

공간 부족 때문에, 차폐장치들 32의 주기를 높이는 것은 틀 26에서 인접한 차폐장치들을 장착하는 문제를 지닌다. 도 4 및 도 9에 나타난 바와 같이, 제1 나선 96 및 제2 나선 98의 차폐장치들 94 및 94'는 각각이 중심 파이프 8(도 4)을 따라서 미끄러지듯 이동 및 주위를 둘러싸기 위하여 특정치수로 제작되고, 바람직한 각도 λ로 구멍 뚫린 홀 100을 각각 가진다. 따라서, 중심 파이프 38에 대하여 상기 차폐장치들이 회전하는 것은 그들의 바람직한 각도의 위치들을 허락하며, 상기 위치가 확립될 때, 노치된 정점 42가 각각 형성된 정반대의 차폐장치들 92' 및 92는 차폐장치들 94 및 94'의 정점들이 있는 간섭을 피하기 위하여 중심 파이프 38을 따라서 쉽게 방향을 바꿀 수 있게 된다.

본 명세서에 설명된 실시예들은 다양한 변형들로 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 상기 설명은 단지 바람직한 실시예들의 예증으로써 해석되어 야지, 제한되어 해석되면 않 될 것이다. 당업계의 종사자라면 본 명세서에 첨부된 청구항들의 원리 및 범위 이내에서 다른 변형예들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

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Claims (20)

1. 제1 유동체를 받도록 형성되고 종축을 가지는 내관; 및

   대체로 균일한 속도에서 내관을 통하여 제1 유동체 흐름을 나선형 형태로 유도하기 위하여 내관 안에서 종축에 비스듬한 각도로 각각 장착된 다수의 4분원 꼴-형태의 차폐장치들을 포함하는,

   열 교환장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 각도가 직각이 아닌 것임을 특징으로 하는,

   열 교환장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 4분원 꼴-형태의 차폐장치들 각각이, 평평하게 또는 굽게 형성된 각자 반대면 쌍 및 4분원 꼴-형태의 차폐장치들의 적정 위치에서 제2 유동체를 운반하는 다수의 종축으로 뻗은 파이프들에 의해 통과되기 위하여 형성된 다수의 일정한 간격으로 떨어진 홀들을 가지는 것임을 특징으로 하는,

   열 교환장치.
4. 제 3항에 있어서,

   4분원 꼴-형태의 차폐장치들의 타원형의 바깥쪽 말단 및 대체로 균일한 속도에서 내관의 내측면 사이의 제1 유동체 흐름으로써 각각의 4분원 꼴-형태의 차폐장치의 반대 면들을 따라서 대체로 균일한 압력을 발생시키는, 제1 유동체가 균일한 반경 이격되어 내관의 내측면과 직면하고 있는 타원형의 바깥쪽 말단 및 반경으로부터 떨어진 공간 사이의 범위를 갖는 것임을 특징으로 하는,

   열 교환장치.
5. 제 4항에 있어서,

   인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치들이 정렬되는, 차폐장치들의 바람직한 위치를 확보하기 위하여 및 제1 흐름 유동체에 노출되는 파이프들에 의해 만들어진 진동을 최소화하기 위하여, 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 바깥쪽 말단을 연결하는 각각의 봉합 스트립(strips)들인, 내관의 종축들에 평행으로 뻗은 다수의 각을 이룬 공간적으로 떨어진 봉합 스트립들을 추가로 포함하는,

   열 교환장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 각각의 봉합 스트립들이 다각형 또는 환상의 단면을 가지고, 열(row)에서 서로 평행하게 장착된 연속적으로 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 바깥쪽 말단의 끝 부분에 고정된 연속적인 봉(rod)인 것임을 특징으로 하는,

   열 교환장치.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 적정 위치를 확보 및 진동을 줄이기 위하여 4분원 꼴 형태의 차폐장치들에 평행한 각각의 열의 바깥쪽 말단의 끝 부분을 통하여 각각 관통하는 다수의 종축으로 연장하는 연결 봉들, 및 인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 끝 부분들 사이에 인접한 연결 봉들을 연결하는 다수의 보강재 스트립들을 추가로 포함하는,

   열 교환장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 보강재 스트립들 각각이 연결된 연결 봉들의 꼭대기에 고정된 판인 것임을 특징으로 하는,

   열 교환장치.
9. 제 7항에 있어서,

   인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 반경들이 그들의 바람직한 위치에서 인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치들에 공동으로 파이프들을 사용하기 위하여 장착되고, 각각의 4분원 꼴 형태의 차폐장치의 반대 측면들이 반홀들의 열로 형성된 양 날개 쌍 각각들 사이를 결정하는 것임을 특징으로 하는,

   열 교환장치.
10. 제 4항에 있어서,

    각각의 4분원 꼴 형태의 차폐장치들이, 한쌍의 날개들 각자의 하나를 위에 걸치며 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 바람직한 위치에서 인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치의 연장 부분이 겹쳐지게 하기 위하여 형성된 공간적으로 떨어진 연장된 말단 부분 각각을 가지는 각자의 바깥쪽 말단으로부터 서로 향하여 한점에 모이는 한쌍의 날개들을 가지는 것임을 특징으로 하는,

    열 교환장치.
11. 제 10항에 있어서,

    연장된 말단 부분은,

    4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 적정 위치를 확보하기 위하여 각각의 파이프에 의하여 통과되는 인접한 차폐장치들의 연장 부분에서 형성된 홀들로써, 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 적정 위치에서 인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치의 연장 부분의 각각의 홀들과 중심을 맞춘 다수의 홀들 중 적어도 하나 이상이 제공된 것임을 특징으로 하는,

    열 교환장치.
12. 제 4항에 있어서,

    제1 유동체 흐름 각각의 제1 나선 형태를 만들기 위하여 종축에 비스듬한 각 도로 장착된 다수의 4분원 꼴 형태의 차폐장치들이, 내관의 종축에서 종점이 되는 정점을 형성하고, 바깥쪽의 말단으로부터 한점에 집중되는 각각의 날개 쌍을 가지는 것임을 특징으로 하는,

    열 교환장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 4분원 꼴 형태의 차폐장치들 각각의 정점들이 내관의 종축을 따라서 중심에 있는 중심 파이프의 바깥쪽 표면에 합치되도록 형성된 각자의 노치(notch)를 가지는 것임을 특징으로 하는,

    열 교환장치.
14. 제 12항에 있어서,

    제1 유동체 흐름의 균일한 속도를 유지하는 한편, 연속적인 4분원 꼴 형태의 차폐장치들 사이의 파이프들의 지지되지 않은 전장들을 줄이는 이중 나선 배열의 설비가 있으며, 제1 유동체 흐름을 나선의 형태로 유도하기 위한 각도로 내관에 장착된 또 다른 다수의 4분원 꼴 형태의 차폐장치들을 추가로 포함하는,

    열 교환장치.
15. 제 14항에 있어서,

    다른 부분의 다수의 4분원 꼴 형태의 차폐장치들 중 적어도 일부 각각이, 중 심 파이프에 의하여 통과된 각자의 홀을 갖추고, 및 4분원 꼴 형태의 차폐장치가 바람직한 위치로 종축에 대하여 중심에 있는, 중심 파이프에 대하여 회전가능 하도록 형성된 각자의 정점을 가지는 것임을 특징으로 하는,

    열 교환장치.
16. 파이프들을 통과하는 제2 유동체 묶음에 의해 투과되는 및 파이프들 묶음을 지나는 나선형 통로를 따라서 제1 유동체를 유도하기 위하여 형성된 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 연속물, 및 진동을 최소화 및 차폐장치들의 지지를 최대화 하기 위한 파이프들을 지나는 제2 유동체 묶음을 선택적으로 연결하는 보강 유닛을 포함하는,

    내관 및 튜브형 열 교환장치.
17. 제 16항에 있어서,

    4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 연속물들이, 제1 유동체 및 각각의 부분적 장벽을 형성하며 타원형의 말단들 및 내관의 내부쪽 사이에 제공된 유극들을 통하여 제1 유동체의 균일한 흐름 속도를 만들기 위한 바깥쪽 타원형 말단을 가지는 것임을 특징으로 하는,

    내관 및 튜브형 열 교환장치.
18. 제 16항에 있어서,

    상기 보강 유닛이 적어도 둘 이상의 인접한 4분원 꼴 형태의 차폐장치의 외부 타원형의 바깥쪽 말단들을 연결하기 위하여 형성된 것임을 특징으로 하는,

    내관 및 튜브형 열 교환장치.
19. 파이프들을 지나는 제2 유동체 묶음에 의해 통과되는 이중 나선형 배열을 이루고, 대체로 균일한 속도에서 제1 유동체를 나선의 형태로 유도하기 위하여 종축에 비스듬한 각으로 장착된 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 제1 스트링(string) 및 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 제2 스트링을 포함하는,

    종축을 따라서 뻗은 내관 및 튜브형 열 교환장치.
20. 제 19항에 있어서,

    각각의 4분원 꼴 형태의 차폐장치들이, 바깥쪽 타원형의 주변 말단, 및 서로에 대하여 4분원 꼴 형태의 차폐장치들의 제1 및 제2 스트링들을 확보하기에 앞서 적정 순차 방식으로 중축에 대하여 각각의 4분원 꼴 형태의 차폐장치들을 각을 이루어 장착하기 위해 각을 이루어서 구멍을 뚫은 홀을 갖춘 정점을 형성하기 위하여 서로 타원형의 외곽 방향으로부터 한점으로 집중되는 두개의 정점들을 가지는 것임을 특징으로 하는,

    종축을 따라서 뻗은 내관 및 튜브형 열 교환장치.

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