KR20060096372A - 판형 열교환기의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

판형 열교환기의 제조방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20060096372A
KR20060096372A KR1020060020578A KR20060020578A KR20060096372A KR 20060096372 A KR20060096372 A KR 20060096372A KR 1020060020578 A KR1020060020578 A KR 1020060020578A KR 20060020578 A KR20060020578 A KR 20060020578A KR 20060096372 A KR20060096372 A KR 20060096372A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal plates
heat exchanger
welding
plate
heat
Prior art date
Application number
KR1020060020578A
Other languages
English (en)
Inventor
에르만노 필립피
엔리코 리치
미르코 타로초
Original Assignee
메탄올 카살레 에스.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메탄올 카살레 에스.에이. filed Critical 메탄올 카살레 에스.에이.
Publication of KR20060096372A publication Critical patent/KR20060096372A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/22—Spot welding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F7/0241—Apparatus for the preparation of hot packs, hot compresses, cooling pads, e.g. heaters or refrigerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0203—Cataplasms, poultices or compresses, characterised by their contents; Bags therefor
    • A61F2007/0204—Cataplasms, poultices or compresses, characterised by their contents; Bags therefor containing clay, mud, fango, sand, kaolin clay, volcanic or other inorganic granular solids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0203—Cataplasms, poultices or compresses, characterised by their contents; Bags therefor
    • A61F2007/0206—Cataplasms, poultices or compresses, characterised by their contents; Bags therefor containing organic solids or fibres
    • A61F2007/0207—Plants, dried plants, seeds or fruits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0203—Cataplasms, poultices or compresses, characterised by their contents; Bags therefor
    • A61F2007/022—Bags therefor
    • A61F2007/0223—Bags therefor made of textiles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0242—Compresses or poultices for effecting heating or cooling heated by microwaves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49373—Tube joint and tube plate structure
    • Y10T29/49375—Tube joint and tube plate structure including conduit expansion or inflation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)를 병렬 배치하는 단계; 상기 병렬 배치된 플레이트(12, 14)를 적어도 둘레에서 서로 용접하는 단계; 상기 금속 플레이트(12, 14)들 사이에 작동 열 교환 유체가 통과하도록 내부 챔버(16)를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 병렬 배치된 플레이트(12, 14)의 용접 단계는 각각의 상기 플레이트(12, 14) 양측에 직접적으로 열을 공급함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기(10)의 제조 방법에 관한 것이다.
판형, 열교환기, 제조, 용접, 화학 반응기

Description

판형 열교환기의 제조방법 및 그 장치{Method For The Production Of Plate Type Heat Exchangers And Related Apparatus}
도 1은 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 판형 열교환기를 개략적으로 나타낸 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 방법에 따른 용접 단계가 이루어지는 한 쌍의 금속 플레이트를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 2의 한 쌍의 금속 플레이트의 일부분을 확대하여 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 2의 한 쌍의 금속 플레이트의 일부분을 확대하여 나타낸 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 열교환기 12, 14 : 금속 플레이트
16 : 내부 챔버 17 : 둘레 용접부
22 : 스폿 용접부 140, 150 : 헤드(열원)
본 발명은 일반적으로 소위 판형 열교환기, 즉 작동 열교환 유체에 의해 교차되기 위한 내부 챔버를 형성하도록 적절하게 간격을 두고 서로 결합되는 2개의 병렬 배치된 장방형 플레이트로 이루어지는 평행육면체 박스형의 편평한 몸체로 이루어진 열교환기에 관한 것이다.
상술한 타입의 열교환기는, 예를 들어 미리 계산된 이론치에 근사한 좁은 범위 내에서 온도를 제어하도록, 반응 환경, 즉 일반적으로 촉매 베드(catalytic bed)로부터 열을 제거하거나 이곳으로 열을 제공하는 암모니아, 메탄올, 포름알데히드, 또는 스티렌의 개별적인 합성 반응과 같은, 흡열 또는 발열 화학 반응들의 최적의 완성을 위하여 요구되는 화학 반응기(chemical reactor)의 열교환 유닛 구조에 유용하게 사용된다.
특히, 본 발명은 한 쌍의 금속 플레이트를 병렬 배치하는 단계와, 상기 병렬 배치된 플레이트를 최소한의 둘레로 서로 용접하는 단계와, 상기 금속 플레이트들 사이에 작동 열교환 유체가 통과하도록 내부 챔버를 형성하는 단계를 포함하는 판형 열교환기의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 원하는 타입의 판형 열교환기의 제조를 위하여 상술한 방법을 수행하는 장치와, 상기 방법에 의해 얻어지는 열교환기에 관한 것이다.
화학 반응기 분야에서, 그리고 많은 다른 산업 응용 분야에서, 복수의 열교환기 및 특히, 소위 판형 열교환기를 포함하는 열교환기 유닛을 사용하는 것은 널리 공지되어 있다.
이러한 판형의 열교환기를 제조하기 위해서는, 한 쌍의 병렬 배치된 금속 플레이트를 미리 정해진 둘레를 따라 서로 용접시키는 것이 필수적이며, 어떤 경우에는, 열교환기를 강화하기 위하여, 둘레 용접에 더하여, 플레이트 자체의 둘레 내부에 배치된 영역에서, 바람직하게는 상기 금속 플레이트의 평면 표면을 따라 분포된 영역에서, 금속 플레이트들이 서로 접합되도록 스폿(spot) 용접을 수행한다.
이후, 작동 열교환 유체에 의하여 교차되도록, 내부 챔버가 상기 금속 플레이트 사이에 형성된다.
내부 챔버는 소위 스웰링(swelling) 공정, 즉 이 경우 가압 유체에 대해 밀봉을 형성하도록 용접된 상기 플레이트 사이에 가압 유체를 도입하는 공정에 의해 형성된다. 일반적으로, 약 40 내지 50 바(bar) 이하의 스웰링 압력을 위해서는 공압식으로 작동시키고, 더 큰 압력을 위해서는 유압식으로 작동시킨다.
또한, 상기 내부 챔버는 상기 작동 유체의 유입 개구부 및 유출 개구부를 통해 열교환기의 외부와 유체 소통된다. 일반적으로 이러한 개구부들은, 금속 플레이트들의 전체 둘레를 따른 둘레 용접이 수행된 스웰링 공정 이후에 형성된다.
상기 가압 유체는, 가능한 적절하게 확장되고 적절한 게이트(gate)를 구비하는 상기 유입 개구부 또는 유출 개구부로 변형될 수 있는 작은 개구부를 통해 분사된다.
아울러, 상기 내부 챔버에는 작동 열교환 유체에 의해 교차되도록 소정의 경로(path)가 형성된다.
일반적으로 이러한 제조를 위해서는, 자동화 용접 장치가 자동화된 타입의 용접을 수행하는데 사용되는데, 환언하면 충진 재료(filler material)를 사용하지 않고서도, 금속 자체의 융합(fusion)에 의한 2개의 플레이트 사이의 합체(union)를 달성하는데 사용된다.
종래 기술의 변치않는 원리에 따라, 상기 용접은 상기 금속 플레이트들 중 하나에만 직접적인 방법으로 열을 공급함으로써 이루어진다.
널리 사용되는 장치는 레이저 빔 소스(laser beam source)를 전송하는 헤드를 포함하고 있다. 상기 용접은 전술한 플레이트의 외면 상에 배향되는 레이저 비임을 통해 이루어지며, 이러한 방식으로 한 쌍의 금속 플레이트의 영역은 이들이 한 쌍의 금속 플레이트의 예정된 접촉 영역에서 용융될 때까지 전도에 의해 가열된다.
다양한 면에서 유리하기도 하지만, 이상에서 개략적으로 설명한 것과 같은 판형 열교환기의 제조방법은 다음과 같은 단점들을 갖는다.
주요한 단점은 용접 작업 중 용접이 이루어지는 플레이트들 자체를 냉각시키는 동안, 즉 가열된 금속 영역을 냉각하는 동안 발생되는 수축 응력에 의해 야기되는 플레이트들의 변형 및/또는 비틀림이 진행되는 문제에 직면하게 되는 것이다.
항상 존재하는 이러한 현상은, 제조하고자 하는 열교환기의 크기(길이 및/또는 폭)를 더 크게 하고, 용접하고자 하는 병렬 배치된 플레이트의 두께를 더 두껍게 할수록 더욱 현저해진다. 화학 반응기 내부의 판형 열교환기의 경우, 예를 들어 상당한 정도의 크기와, 때로는 레이저 용접을 위한 기술적 한계에 근접한 두께가 요구되는데, 이는 예를 들어 공정 유체의 공격성(질소화 현상)으로 인해서 큰 두께(예로서, 2∼2.5mm)를 선택하지 않으면 안 되는 암모니아 합성을 위한 반응기, 또는 판형 열교환기 자체의 내측 및 외측 사이에서 높은 차압(differential pressure)을 받는 판형 열교환기를 갖는 메탄올 합성을 위한 반응기의 경우이며, 이것은 판형 열교환기 내측에서 순환되는 냉각 유체의 압력이 공정 유체의 압력과는 다르기 때문이다.
기본적으로, 판형의 열교환기의 점진적인 변형 및/또는 비틀림은, 긴 플레이트에 있어서, 백 밀리미터 정도의 평면도(planarity)의 변화도 일으킨다.
이러한 상황은 때때로 불가능한 것은 아니지만, 반응기 내에 열교환기 유닛을 구축하기 위해 복수의 판형 열교환기를 조립하는 것을 곤란하게 하며, 어떤 경우에서는 공정 수준(예를 들어, 반응기 성능, 반응기에 제공된 촉매 매스(catalytic mass) 내측의 고온 점의 생성 등과 관련하여)의 부정적 결과에 따라 판형 열교환기들의 간격에서의 불균일성을 야기한다.
이러한 이유로 인해서, 작업을 위한 설치 전에 판형의 열교환기의 평면도를 소정 값 아래로 떨어뜨리는 추가의 조작을 제공해야 할 필요성이 있다.
일반적으로, 용접하는 동안 응력 생성을 억제하도록 열교환기의 플레이트들 사이에 가압된 유체를 도입하는 공정 중에 판형의 열교환기에 임의의 강제성을 부여하여 작동시켜야 한다. 이러한 작동은 매우 복잡하며 판형 열교환기 제조에 있어서 상당히 느리게 진행되는 것이 확실하다.
본 발명에 부여된 기술적 과제는 간단하고 효과적인 방법으로 종래 기술에서 언급된 단점들을 극복할 수 있는 판형 열교환기 제조방법을 제안하고 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 종래 기술의 일정한 원리와 매우 대조적으로 본 출원인에 의해 수행된 실험을 기초하여, 병렬 배치된 플레이트들의 상기 작동 용접 공정이 각각의 상기 금속 플레이트에 직접 열을 공급함에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 상술한 타입의 판형 금속 제조 방법에 의하여 종래의 문제점이 해결된다.
본 발명에 따른 열교환기 제조 방법의 또 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 제한할 목적이 아니라 단지 설명을 위해 주어진 바람직한 실시예에 대한 아래의 설명을 통하여 더욱 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 판형 열교환기는 참조부호 (10)으로 도시한다.
열교환기(10)는 박스형의 평행육면체인 평면형 몸체(11)로 이루어진다.
열교환기(10)는 바람직하게는 동일한 두께로 이루어진 2개의 장방형 상부 금속 플레이트(12) 및 하부 금속 플레이트(14)로 제조된다.
본 실시예의 판형 열교환기 제조 방법은,
한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)를 병렬 배치하는 단계;
상기 병렬 배치된 플레이트(12, 14)를 적어도 둘레에서 서로 용접하는 단계; 및
상기 금속 플레이트(12,14)들 사이에, 작동 열교환 유체가 통과하도록 내부 챔버(16)를 형성하는 단계를 포함한다.
각 플레이트(12, 14)는 2개 이상의 작은 크기의 플레이트(미도시)들을 배치한 다음 이들을 접합(예를 들어 용접에 의해) 시킴으로써 얻을 수 있다.
상기 내부 챔버(16)는, 가압된 유체에 대한 밀봉을 형성하도록 플레이트들을 서로 용접하고, 상기 플레이트 사이에 가압된 유체를 도입함으로써 형성될 수 있다.
2개의 플레이트(12, 14) 사이의 용접은, 상기 플레이트(12, 14)의 적어도 둘레부분을 따라 이루어지는 둘레 용접부(17)를 이룬다.
실제로, 제조의 마지막 단계에서, 2개의 플레이트(12, 14)는 서로 둘레가 접합되며, 상기 내부 챔버(16)를 형성하도록 적절하게 이격되어 연결되어 있다.
상기 챔버(16)는 상기 작동 유체의 유입 개구부(18) 및 유출 개구부(20)를 통하여 열교환기의 외부와 유체 소통된다.
일부의 경우, 도 2의 실시예에서와 같이, 둘레 용접부(17)뿐만 아니라, 가압 유체가 도입되는 단계 이전에, 금속 플레이트(12, 14)들 자체의 둘레 내부의 영역, 바람직하게는 상기 금속 플레이트(12, 14) 평면 표면을 따라 규칙적으로 분포된 영역에서 금속 플레이트(12, 14)들을 접합시키는 스폿 용접부(22)도 생성된다.
본 발명에 의하면, 용접 단계는 상기 금속 플레이트(12, 14)의 각각에 직접 열을 공급함으로써 수행된다. 직접적인 방식으로 열을 공급하는 것은 상기 병렬 배치된 금속 플레이트(12, 14) 각각과 마주하는 적어도 하나의 열원(heat source) 을 통해 이루어진다.
도 2의 실시예에서는, 각각 금속 플레이트와 마주하는 2개의 열원이 제공된다.
상술한 방법을 수행하는 장치(110)를 도 2에 부분적으로 도시하였다. 상기 장치(110)는 상기 병렬 배치된 한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)들을 위한 실질적으로 평편한 지지 구조체(바람직하게는 수평하게 배치된)(통상적인 것이므로 도시는 생략함)와, 레이저 빔 소스(source)와 같은 미리 정해진 위치에 배열되는 열원을 전달하는 헤드(140) 아래로 한 쌍의 금속 플레이트(12 및 14)를 이동시키는 이동 수단(통상적인 것이므로 도시는 생략함)을 포함한다. 예를 들어, 이러한 이동 수단은 상기 플레이트(12 및 14)용 시임 클램프(seaming clamp)를 포함하며, 상기 클램프는 가이드(guide) 상에서 슬라이딩할 수 있다.
선택적으로, 열원을 전달하는 상기 헤드(140)는 복수로 제공될 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 이러한 장치는 다른 금속 플레이트와 마주하며 미리 정해진 위치에 배열되는 지지 구조물 아래로 레이저 빔 소스와 같은 열원을 이송하는 추가적인 헤드(150)를 포함하며, 상기 지지 구조물에는 상기 추가 헤드(150)와 마주하는 관통 개구부가 제공된다. 선택적으로, 하나 이상의 관통 개구부와 마주하는 복수의 상기 추가 헤드(150)가 제공될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 장치의 동작을 설명한다.
한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)들은 서로 병렬 배치되도록 본 발명의 장치의 지지 구조물상에 배열된다.
한 쌍의 상기 플레이트(12, 14)들은, 이동 수단에 의해, 헤드(140)가 장착된 열원에 의해 방사되는 레이저 비임이 플레이트(12, 14)의 둘레를 따라 둘레 용접부(17) 및 가능하면 스폿 용접부(22)를 형성하도록 상부 플레이트(12)를 타격하는 방식으로, 상기 지지 구조물 상에서 이동된다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 플레이트(12, 14)들은, 이동 수단에 의해, 추가 헤드(150)에 의해 방사된 레이저 비임이 상기 지지 구조물의 관통 개구부를 통과하여, 하부 플레이트(14)를 타격함으로써, 플레이트(12, 14)의 둘레를 따라 둘레 용접부(17) 및 가능하면 스폿 용접부(22)를 형성하도록, 상기 지지 구조물 상에서 이동된다.
도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 더욱 구체적으로 그리고 바람직하게는, 각각 상기 헤드(140) 및 상기 추가 헤드(150)로부터 나오는 2개의 레이저 비임은 열교환기(10)의 서로 마주보는 영역들을 타격하여, 수행하고자 하는 2개의 용접부 상에 실질적으로 동일한 방식으로 열이 공급되도록 한다(동일한 방법으로, 헤드(140)가 복수개이면, 복수개의 추가 헤드(150)가 그들과 대향하도록 배치된다).
이렇게 함으로써, 최적의 평면도를 갖는 열교환기(10)가 제조된다. 특히, 도 3은 본 발명에 따른 용접부들이 대칭형 용접 비드(170)를 구비하고 있음을 도시하고 있으며, 상기 용접 비드(170)는 용접을 진행하는 동안 용융 온도에 도달한 금속 재료의 영역들을 의미한다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 둘레 용접부(17) 및 가능한 스폿 용접부(22)들은 헤드(140) 및 추가 헤드(150)의 사용을 변경시킴으로써 각각 이루어 진다. 이렇게 함으로써, 열교환기의 평면도를 소정 값 내에서 유지할 수 있는 용접 비틀림의 보정이 얻어진다는 점을 주목하여야 한다. 특히, 도 4는 본 발명에 따른 용접부들이 서로 교호하는 용접 비드(170)를 가지는 것을 도시하고 있다.
기본적으로, 둘레 용접부(17)는 헤드(140)와 추가 헤드(150)에 의해 각각 생성되는 관련 용접부들에 의해 형성된다. 헤드(140)에 의해 생성된 용접부들은 추가 헤드(150)에 의해 생성된 용접부들과 연속되어 있으며, 즉 달리 표현하면, 헤드(140)에 의해 생성된 부분들과 추가 헤드(150)에 의해 생성된 부분들이 교호로 배치되어 있다. 바람직하게는, 둘레 용접부(17)가 연속되며 따라서 가압 유체에 대해 밀봉을 형성하는 것을 보장하기 위해서, 용접부들의 단부의 용접은 연속된 용접부들 각각의 단부들을 겹치게 한다.
동일한 방법으로, 스폿 용접부(22)들과 관련하여서는, 헤드(140)에 의해 생성된 용접부들이 추가 헤드(150)에 의해 생성된 스폿 용접부(22)과 교호하여 이루어진다.
본 발명에 있어서, 교호(alternate)라는 용어는 가장 넓은 의미로 사용되는데, 예를 들어 스폿 용접 배열의 경우, 헤드에 의해 수행된 용접부 및 추가 헤드에 의해 수행된 용접부가 서로 이어질 수 있거나, 또는 헤드에 의해 수행된 2의 용접부 및 추가 헤드로부터 수행된 2개의 용접부들 서로 이어질 수 있는 등을 의미하는 것으로 사용된다.
기본적으로, 상술한 방법에 의해 얻어지는 판형 열교환기들은, 대칭 용접 비드(도 3)의 경우와 교호 용접 비드(도 4)의 경우 모두, 균형을 이룬 수축 응력을 가지는 용접부를 구비함을 특징으로 한다.
상술한 장치(110)는 상기 지지 구조물에 대하여 미리 정해진 위치 위치하는 용접 헤드(140, 150)들을 제공하며, 상기 이동 수단은 상기 지지 구조물 상에서 한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)를 이동(즉, 일반적으로 전진)시킨다.
선택적으로, 용접 헤드(140, 150)를 지지 구조물에 대하여 이동시키는 이동 수단이 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)는 상기 지지 구조물 상에서 미리 정해진 위치에 정렬 배치된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 판형 열교환기 제조 방법은 종래의 기술적 문제를 해결하고, 무엇보다도 두께가 큰 열교환기의 경우 및/또는 길이 및/또는 폭이 큰 열교환기의 경우, 특별한 평면도를 갖는 열교환기를 얻을 수 있는 등 많은 장점을 달성한다.
본 발명의 다른 장점은 얻어진 열교환기가 예를 들어 화학 반응기 내에 용이하게 설치될 수 있다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 얻어진 열교환기가 판형 열교환기들의 최적의 평면도에서 기인한 그들 사이의 간격 균일성과, 열 교환 효율의 큰 장점으로 인해서 반응기의 최적의 성능을 보장한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 본 발명에 따른 용접에 의해 생성된 응력이 균형이 우수하게 이루어지기 때문에, 열교환기가 구조적으로 특히 견고하다는 것이다.
물론, 당해 기술분야의 숙련자들은 특정한 부수적 필요성을 만족시키기 위해서 상술한 판형의 열교환기의 제조 방법에 다양한 변형 및 변화를 줄 수 있으며, 이러한 것들은 청구범위에 의해 규정된 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다는 것은 자명한 사실이다.

Claims (8)

  1. 한 쌍의 금속 플레이트(12, 14)를 병렬 배치하는 단계;
    상기 병렬 배치된 금속 플레이트(12, 14)들을 적어도 둘레에서 서로 용접하는 단계; 및
    상기 금속 플레이트(12,14) 사이에 작동 열교환 유체가 통과하도록 내부 챔버(16)를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 병렬 배치된 금속 플레이트(12, 14)들을 용접하는 단계는 각각의 상기 금속 플레이트(12, 14)에 열을 직접 공급함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 플레이트(12, 14)들 사이의 용접은, 상기 금속 플레이트(12, 14) 둘레의 적어도 일부분을 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 플레이트(12, 14)들 사이의 용접은, 또한 상기 금속 플레이트(12, 14)의 둘레 내에 배치된 영역에서 상기 금속 플레이트(12, 14)들을 서로 접합시키는 스폿 용접(22)의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접적인 방식의 열 공급은 상기 병렬 배치된 금속 플레이트(12, 14) 각각에 마주하는 적어도 하나의 열원(140, 150)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 용접은, 용접을 수행하고자 하는 2개의 양측면 상에서 실질적으로 동일한 방법으로 열이 공급되도록, 적어도 하나의 열원(140, 150)을 서로 대향하는 상기 2개의 금속 플레이트(12, 14)와 각각 마주하도록 배열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접적인 방식의 열 공급은 레이저 비임 소스(source)을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.
  7. 한 쌍의 서로 병렬 배치된 금속 플레이트(12, 14)를 위한 평편한 지지 구조물과, 상기 금속 플레이트(12, 14) 중 하나에 마주하는 미리 정해진 위치에 배열되어 열원을 전달하는 적어도 하나의 헤드(140) 아래로 상기 한 쌍의 금속 플레이트 (12, 14)를 이동시키는 이동 수단을 포함하는 판형 열교환기(10)의 제조장치(110)로서,
    다른 금속 플레이트와 마주하여 열원을 전달하는 적어도 하나의 추가 헤드(150)를 더 포함하며, 상기 지지 구조물에는 상기 적어도 하나의 추가 헤드(150)와 마주하는 적어도 하나의 관통 개구부가 구비된 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조장치.
  8. 적절한 간격을 두고 서로 접합된 2개의 플레이트(12,14)로 이루어진 박스형 평행육면체의 편평한 몸체(11)를 포함하여, 작동 열교환 유체의 유입 개구부(18) 및 유출 개구부(20)를 통해 열교환기 외부와 유체 소통되는 내부 챔버를 형성하며, 균형잡힌 수축 응력을 갖는 용접부를 구비하는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기(10).
KR1020060020578A 2005-03-04 2006-03-03 판형 열교환기의 제조방법 및 그 장치 KR20060096372A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05004763.8 2005-03-04
EP05004763A EP1705445A1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Method for the production of plate type heat exchangers and related apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060096372A true KR20060096372A (ko) 2006-09-11

Family

ID=35058346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060020578A KR20060096372A (ko) 2005-03-04 2006-03-03 판형 열교환기의 제조방법 및 그 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060196650A1 (ko)
EP (1) EP1705445A1 (ko)
JP (1) JP2006242563A (ko)
KR (1) KR20060096372A (ko)
CN (1) CN1827286A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200000249A (ko) 2018-06-22 2020-01-02 권선구 판형 열교환기의 용접장치

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2062640A1 (en) 2007-11-26 2009-05-27 Methanol Casale S.A. Chemical reactor with plate heat exchange unit
CN101451796B (zh) * 2007-11-29 2010-08-18 华为技术有限公司 热交换器、热交换器芯体及其制造方法
CN100546753C (zh) * 2008-03-14 2009-10-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 数控暖气片激光焊接机
CN101264555B (zh) * 2008-05-06 2010-12-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 数控暖气片激光叠焊机
EP2165755A1 (en) 2008-09-23 2010-03-24 Methanol Casale S.A. Heat exchanger with radially arranged elements for isothermal chemical reactors
EP2283919A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-16 Methanol Casale S.A. Plate heat exchanger for isothermal chemical reactors
DE102009043950B4 (de) * 2009-09-04 2012-02-02 G+R Technology Group Ag Reaktor zur Herstellung von polykristallinem Silizium
CN101691977B (zh) * 2009-09-30 2011-02-09 重庆大学 不锈钢蛇形流道冷凝板及其加工成型方法
CN101691961B (zh) * 2009-09-30 2011-05-25 重庆大学 不锈钢板式换热器加工成型方法
US9318879B2 (en) * 2012-10-19 2016-04-19 Federal-Mogul Ignition Company Spark plug having firing pad
US20150083380A1 (en) * 2013-09-25 2015-03-26 Giuseppe BETTI Heat exchanger element of large surface
CN103851837A (zh) * 2014-03-24 2014-06-11 吴江市金鑫冷暖设备制造有限公司 中空板式冷凝器板及生产方法
CN104002113A (zh) * 2014-05-05 2014-08-27 江苏永大化工机械有限公司 一种板式反应器换热板片制造工艺及其成形模具
RU168187U1 (ru) * 2016-03-17 2017-01-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) Трубка кожухотрубчатого теплообменного аппарата типа вхд-5
JP6672998B2 (ja) * 2016-05-10 2020-03-25 トヨタ自動車株式会社 レーザ溶接方法
DE102017202552A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Reinz-Dichtungs-Gmbh Kühlerplatte und Verfahren zu deren Herstellung
CN107914092A (zh) * 2017-12-04 2018-04-17 上海思客琦自动化工程有限公司 一种油汀散热片用不锈钢的焊接工艺
CN108332601A (zh) * 2018-01-26 2018-07-27 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种夹套式换热器的内部固定结构及其制造方法
DE102020216059A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-23 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5942598B2 (ja) * 1980-01-24 1984-10-16 日本ステンレス株式会社 太陽熱吸収パネル及びプレ−ト型熱交換器の製作方法
JPS57149083A (en) * 1981-03-09 1982-09-14 Toshiba Corp Production of panel type heat radiatior
US4700445A (en) * 1982-07-12 1987-10-20 Rubin Raskin Method of manufacturing heat transfer panels by inflation
FR2575279B1 (fr) * 1984-12-21 1989-07-07 Barriquand Echangeur a plaques
DE3914774A1 (de) * 1989-05-05 1990-11-08 Mtu Muenchen Gmbh Waermetauscher
DE4426097A1 (de) * 1994-07-22 1996-01-25 Kloeckner Stahl Gmbh Verfahren zur Herstellung von Hohlkörperstrukturen aus Blechen
JPH09143792A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Nkk Corp 亜鉛系メッキ鋼板の製造方法
IT1285022B1 (it) * 1996-03-20 1998-06-03 T D A Tecnologie D Automazione Elemento radiatore termico in lamiera d'acciaio stampata e suo procedimento di fabbricazione
FR2754595B1 (fr) * 1996-10-11 1999-01-08 Ziemann Secathen Echangeur de chaleur, et faisceau d'echange de chaleur, ainsi que procedes de soudage et de realisation s'y rapportant
EP0994320B1 (de) * 1998-10-17 2004-11-17 Arbonia Ag Heizkörper, mit mindestens zwei aufeinanderstehenden Flachrohren
FR2791291B1 (fr) * 1999-03-25 2001-05-04 Serap Industries Procede de realisation d'un echangeur de chaleur pour cuve de vinification et les echangeurs ainsi realises
DE10011568C1 (de) * 2000-03-09 2001-06-13 Gea Canzler Gmbh Wärmetauscherelement
JP2002307117A (ja) * 2001-04-09 2002-10-22 Nippon Steel Corp 金属製軽量パネルおよびその製造方法
JP4107639B2 (ja) * 2002-04-15 2008-06-25 本田技研工業株式会社 レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法
JP4207184B2 (ja) * 2002-08-30 2009-01-14 株式会社ティラド プレート型熱交換器およびその製造方法
JP2004167567A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ溶接装置、及びレーザ溶接方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200000249A (ko) 2018-06-22 2020-01-02 권선구 판형 열교환기의 용접장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006242563A (ja) 2006-09-14
CN1827286A (zh) 2006-09-06
US20060196650A1 (en) 2006-09-07
EP1705445A1 (en) 2006-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20060096372A (ko) 판형 열교환기의 제조방법 및 그 장치
JP6105738B2 (ja) プレート熱交換器用のプレート・パッケージを製造する方法
JP6357196B2 (ja) 熱間プレス装置、熱間プレス方法及び自動車車体部品の製造方法
US7941921B2 (en) Method for the production of a plate type heat exchanger and related heat exchanger
CA3053609A1 (en) Cooling plate and method for the production thereof
JP6340389B2 (ja) 熱間プレス装置、熱間プレス方法及び自動車車体部品の製造方法
AU4627997A (en) Heat exchanger, and heat exchanging beam, and related welding methods and production
JP2004082214A (ja) 接合素材、その製造法、接合品、及びその製造法
MY153600A (en) Plate heat exchanger for isothermal chemical reactors
US11123783B2 (en) Hot stamping die apparatus
CA2954447A1 (en) Exchanger and/or reactor-exchanger manufactured in an additive process
EP3274081B1 (en) Plate exchanger for chemical reactors with automatically weldable collectors
JP2003194490A (ja) 熱交換ユニット
JP6357197B2 (ja) 熱間プレス方法
CA2991383A1 (fr) Heat exchanger and/or heat exchanger-reactor including channels having thin walls between one another
JP2011200866A (ja) 鋼板の焼き入れ方法及び鋼板の焼き入れ装置
JP7559508B2 (ja) 冷却器用部品の製造方法、冷却器用ケースの製造方法
JPS6061167A (ja) 金属ベロ−ズの製造方法
KR20230065070A (ko) 성형품의 성형방법
JP2018536262A (ja) バイポーラプレートを製造する方法
JP2024104929A (ja) 部材の製造方法
JP2005138104A (ja) 擬似等温状態下で化学反応を実行する方法
KR20200064272A (ko) 용접식 판형 열교환기
KR20240078955A (ko) 레이저 용접용 지그 및 그 지그 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid