KR20060101481A - Flow channel for a heat exchanger, and heat exchanger having flow passage of this type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 청구항 1항 기재에 의한 매체가 흐름방향으로 흐르는 열교환기의 흐름경로에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 청구항 제 40항 기재에 의한 흐름경로를 갖는 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a flow path of a heat exchanger in which a medium according to claim 1 flows in a flow direction. The invention also relates to a heat exchanger having a flow path according to
예를 들면 배기가스 또는 액체 냉각재인 제 1매체가 열교환기의 흐름경로를 흐르며 상기 흐름경로는 제 2매체로부터 상기 제 1매체를 한정하며 상기 제 1수단의 열은 전달된다. 상기 유형의 흐름경로는 원형단면, 직사각형튜브, 평면튜브 또는 디스크의 쌍인 형태일 수 있으며 각각의 두 개의 판 또는 디스크는 상기 에지측면에서 결합 될 수 있다. 상기 매체는 서로 열을 교환하며 일반적으로 다르다. 예를들면 열 배기가스는 상기 튜브 내에서 미립자가 흐르며 액체 냉각제는 상기 외측에 배기가스 튜브 주변을 흐르며 상기 튜브의 내측 및 외측의 열전달 상태를 다르게 한다. 따라서, 특히 배기가스 튜브는 V자형으로 와류발생기가 형성되며 내측에 확산판 형태로 형성되고 와류발생기는 흐름에 소용돌이를 치게 하며 미립자의 침전을 막는 동시에 배기가스의 열전도를 증가한다. 배기가스 열교환기의 사이 유형의 방법은 유럽특허 A 677 715, 독일특허 195 40 683, 독일특허 A 196 54 367 및 독일 특허 A 196 54 368에 기재되어 있다. 종래의 배기가스 열교환기는 용접 및 납땜 된 두 개의 하프셸(half-shell)로 조립된 스테인리스로 만들어진 직사각형 튜브를 가지며 윙릿(winglet)으로 알려진 와류발생기는 일측 후면에 형성, 스탬프 또는 배열된다. 상기 두 개의 하프셸의 윙릿쌍은 상기 튜브의 수직측에 서로 오프셋 되는데 상기 흐름의 방향(독일특허 196 54 367, 독일특허 196 54 368) 또는 서로 마주하게 형성(독일특허 195 40 683)된다. A first medium, for example exhaust gas or liquid coolant, flows through the flow path of the heat exchanger, the flow path defining the first medium from the second medium and the heat of the first means is transferred. This type of flow path may be in the form of a circular cross section, a rectangular tube, a flat tube or a pair of disks and each of the two plates or disks may be joined at the edge side. The media exchange heat with each other and are generally different. For example, the thermal exhaust gas flows particulates in the tube, and the liquid coolant flows around the exhaust gas tube to the outside and varies the heat transfer state inside and outside the tube. Therefore, in particular, the exhaust tube has a V-shaped vortex generator which is formed in the form of a diffusion plate inside, and the vortex generator swirls the flow and prevents the settling of particulates and increases the thermal conductivity of the exhaust gas. Methods of the type between exhaust gas heat exchangers are described in European Patent A 677 715, German Patent 195 40 683, German Patent A 196 54 367 and German Patent A 196 54 368. Conventional exhaust heat exchangers have rectangular tubes made of stainless steel assembled from two half-shells welded and soldered, and a vortex generator, known as a winglet, is formed, stamped or arranged on one rear side. The pair of winglets of the two half shells are offset from each other on the vertical side of the tube and are formed in the direction of the flow (German patent 196 54 367, German patent 196 54 368) or facing each other (German patent 195 40 683).
독일특허 A 101 27 084에서 발명의 명칭은 열교환기이며 특히 평면튜브 및 파형핀을 구비한 냉각재/공기 냉각기에 있어서, 상기 평면튜브의 평면측면은 구조요소를 포함하는 구조를 구비한다. 상기 구조요소는 상기 냉각재의 흐름방향에 의한 횡방향 열에서 V자형으로 형성 및/또는 상기 튜브의 수직축에 의한 횡방향 및 상기 냉각재 측면에 열전달을 향상하는 것에 의한 와류발생기능을 갖는다. 상기 와류발생기는 마주하는 튜브벽에 스탬프되며 상기 냉각재 유입 내부로 돌출된다. 평면튜브측의 와류발생기의 상기 열은 다른 평면 튜브측면에 상기 열에 의해 흐름방향에서 오프셋 된다. 따라서, 상기 와류발생기의 높이를 내측으로 돌출하는 것은 상기 평면 튜브 단면의 깨끗한 폭의 반보다 크게 된다. In German patent A 101 27 084 the name of the invention is a heat exchanger, in particular in a coolant / air cooler with flat tubes and corrugated fins, the planar side of the flat tube having a structure comprising structural elements. The structural element has a vortex generation function by forming a V-shape in the transverse heat in the flow direction of the coolant and / or improving heat transfer to the transverse direction by the vertical axis of the tube and to the coolant side. The vortex generator is stamped on opposite tube walls and projects into the coolant inlet. The row of vortex generators on the planar tube side is offset in the flow direction by the row on the other planar tube side. Thus, projecting the height of the vortex generator inward is greater than half the clear width of the flat tube cross section.
유럽특허 A 1 061 319는 자동차 라디에이터의 평면튜브에 관한 것으로 평면축은 나란하게 연장되어 형성된 각각의 구조요소를 포함하는 구조물을 구비한다. 상기 평면튜브의 내측의 흐름은 지그재그 형태에서 전환되기 위해서 다르게 나열되는 구조요소는 상기 흐름방향에서 형성된다. 하지만 특히 상기 열은 평면튜브측에 마주하는 열에 의해 흐름방향에서 오프셋 형성되는 일측 평면튜브에 구조요소를 포 함한다. 따라서, 각각의 케이스에서 상기 평면튜브 내측벽의 평활영역은 구조요소의 열에 마주하게 위치한다. 상기 냉각재 튜브 내의 흐름은 교차 되지만 일측 평면튜브 및 타측 평면튜브의 상기 구조요소에 의해 동시에 영향을 받는다. 상술한 것은 특히 튜브가 막히는 것을 방지한다. 또한, 열전도력에 의한 잠재력이 있다.
본 발명의 목적은 흐름경로 및 상기 열전도력에 의한 유형의 열교환기를 향상하는 것이며 특히 와류의 형성을 향상하는데 상기 압력손실은 용인할 수 있는 온도에 의해서만 일어난다. It is an object of the present invention to improve the flow path and heat exchanger of the type by the thermal conduction force and in particular to improve the formation of the vortex, the pressure loss occurring only by an acceptable temperature.
본 발명의 목적은 청구항 1항의 기재에 의해 달성된다. 본 발명에 의하면 상기 흐름경로의 일측 및 타측에 나란하게 형성되는 구조요소는 서로 마주하게 위치하는데 각각의 경우 상기 흐름방향에 동일한 수준으로 형성된다. 상기 구조요소 또는 열은 서로 마주하게 위치되며 상기 흐름방향에서 서로 오프셋 될 수 있고 겹침은 여전히 존재한다. 따라서, 구조요소는 일측 열교환기 표면으로부터 흐름경로로 돌출되며 타측 열교환기표면은 상기 흐름에서 동시에 방해하며 상기 흐름경로의 내측에 열전도를 향상하도록 하는 와류흐름이 유도된다. 따라서, 배기가스의 경우에 미립자의 침전은 방지된다. 상기 압축감소는 받아들일 수 있는 한계를 유지한다. 상기 흐름경로 내의 흐름은 동시에 두 개의 측면으로부터 방해받는데 두 개의 경계면은 동시에 분리되며 특히 광범위한 와류를 유도한다. 상기 구조요소 또는 구조요소의 열은 서로 마주하게 위치하는데 상기 흐름경로의 외측에 위치된다(상기 냉각재 측면의 배기가스 냉각기). 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 기재되어 있다. The object of the invention is achieved by the description of
본 발명에 의하면 열은 흐름경로(P)에 서로 나란하게 위치 또는 또 다른 형태로 형성되는 구조요소를 포함한다. 따라서, 특히 열은 단일구조요소 예를 들면, 더 이상의 구조요소가 나란하게 형성되지 않는 단일 구조요소에 의해 형성될 수 있다.According to the invention the heat comprises a structural element formed in a position or in another form in parallel with each other in the flow path (P). Thus, in particular, the columns may be formed by a single structural element, for example a single structural element in which no further structural elements are formed side by side.
본 발명의 바람직한 실시예는 구조요소의 직선 또는 곡선형인 다른 실시예를 제공하는데 상기 흐름방향에 의해 일정하거나 변동적인 유동정지각을 가질 수 있다. 상기 유동정지각의 비교적 큰 유동흐름각으로부터 상기 유동정지각으로 전환되는 것은 '유연한' 상기 흐름의 전환 및 다소 감소 된 압력손실을 야기한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 열 내의 상기 구조요소는 오프셋(offset) 형성되는데 상기 구조요소는 상기 흐름경로에 의해 횡으로 형성되는 열에서 형성되지만 상기 흐름방향에서 파상배치되고 보다 낮은 압력손실의 장점을 갖게 된다. 따라서, 마주하는 열, 즉, 일측 평면튜브 또는 타측 평면튜브는 흐름방향에서 서로 오프셋 형성되지만 겹침은 항상 상기 두 개의 열 사이에서 유지된다. 흐름방향에서 상기 오프셋은 보다 낮은 압력손실을 유도한다. 만일 상기 구조가 서로 마주하게 형성되면 서로 접촉하고 서로 용접 또는 납땜에 의해 결합되면 강도를 증가할 수 있다. 도 다른 실시예에 의해 상기 구조요소는 열 내에서 동일한 거리로 형성되지 않지만 열은 빈공간을 구비하고 각각의 경우는 평면으로 도시된 바와 같이 마주하는 측면에 서로 마주하게 위치되는 구조요소를 갖기 때문에 빈공간이 '채워짐' 된다. 상술한 것은 보다 낮은 압력손실의 장점을 갖는다. A preferred embodiment of the present invention provides another embodiment, which is a straight or curved line of structural elements, which may have a constant or varying flow stop angle depending on the flow direction. Conversion from the relatively large flow angle of the flow stop angle to the flow stop angle results in a 'flexible' flow change and a somewhat reduced pressure loss. According to another embodiment of the present invention, the structural elements in the column are offset, wherein the structural elements are formed in a row formed laterally by the flow path but are wave-shaped in the flow direction and of lower pressure loss. You have an advantage. Thus, the opposing rows, ie one flat tube or the other flat tube, are offset from one another in the flow direction but the overlap is always maintained between the two rows. The offset in the flow direction leads to lower pressure losses. If the structures are formed facing each other, the strength can be increased if they contact each other and are joined together by welding or soldering. According to another embodiment the structural elements are not formed at the same distance in the column but the columns have empty spaces and in each case they have structural elements located opposite each other on opposite sides as shown in plan view. The empty space is 'filled'. The above has the advantage of lower pressure loss.
또한, 내측 또는 상기 구조요소의 사이 또는 측면의 내측 또는 외측(구조요소를 포함하는 열)에 스탬프되는 스터드(stud) 및/또는 웹(web)은 '지지'에 의해 달성되며 강도를 증가한다. 상기 와류발생 구조는 전체 또는 부분적으로 상기 기능을 구비할 수 있다.Furthermore, studs and / or webs stamped inside or outside (rows comprising structural elements) between or between the structural elements are achieved by 'supporting' and increase in strength. The vortex generating structure may have the function in whole or in part.
바람직한 실시예에 의해 상기 열교환기 표면은 서로 마주하게 위치될 수 있고 특히 상기 구조요소는 곡선으로 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 특히 원형 또는 타원형 단면을 갖는 튜브에 의해 달성될 수 있다.According to a preferred embodiment the surfaces of the heat exchanger can be located facing each other and in particular the structural elements can be formed in a curved line. Preferred embodiments of the invention can be achieved in particular by tubes having a circular or elliptical cross section.
바람직한 실시예에 의해 상기 열교환기 표면은 서로 마주하게 위치되며 열공학 제 1표면이다. 또 다른 실시예에 의해 상기 열교환기 표면은 열공학 제 2표면이고 특히 핀, 웹 또는 그와 같은 것에 의해 형성되며 바람직하게는 흐름경로에 조여짐, 용접 또는 납땜 된다. In a preferred embodiment the heat exchanger surfaces are located facing each other and are the first thermal engineering surface. In yet another embodiment the heat exchanger surface is a second thermal engineering surface, in particular formed by fins, webs or the like and is preferably clamped, welded or soldered to the flow path.
바람직한 실시예에 의해 상기 구조요소의 상기 높이(h)는 2mm 내지 10mm 이고 특히 3mm 내지 4mm 이며 바람직하게는 약 3,7mm이다.In a preferred embodiment the height h of the structural element is between 2 mm and 10 mm, in particular between 3 mm and 4 mm and preferably about 3,7 mm.
본 발명의 바람직한 실시예에 의해 상기 흐름경로는 직사각형이며 폭(b)은 5mm 내지 120mm 이며 바람직하게는 10mm 내지 50mm 이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the flow path is rectangular, and the width b is 5 mm to 120 mm and preferably 10 mm to 50 mm.
바람직한 실시예에의해 흐름경로의 수력직경는 3mm 내지 26mm 이며 특히 3mm 내지 10mm이다. In a preferred embodiment the hydraulic diameter of the flow path is between 3 mm and 26 mm, in particular between 3 mm and 10 mm.
바람직한 실시예 에 의해 적어도 하나, 특히 구조요소의 열은 복수의 구조요소를 갖는다. In a preferred embodiment at least one, in particular the row of structural elements has a plurality of structural elements.
본 발명의 목적은 청구항 제 40항의 기재에 의해 달성된다. 본 발명에 의해 상술한 흐름경로는 열교환기의 평면, 원형, 타원형 또는 직사각형 튜브로 제공되며 바람직하게는 배기가스 열교환기이다. 본 발명에 의한 상기 구조요소의 형성은 상기 튜브 내측벽에 스탬프되는 것이 바람직하며 상기 열교환기의 실행을 향상한다. 상기 평면튜브의 내측에 미립자의 침전이 회피되기 때문에 특히 배기가스 열교환기에 있어서 상기 구조요소는 열로 형성된다. 냉각재는 상기 배기가스튜브의 외측면 주변을 흐르는 배기가스를 배출하는 내측연소엔진에 의한 냉각재순환에 의해 얻어진다. 또한, 열교환기의 판 또는 디스크에 스탬프된 구조가 가능하다. The object of the invention is achieved by the description of
본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 의해 보다 상세히 설명된다.Embodiments of the present invention are explained in more detail by the accompanying drawings.
도 1은 종래기술에 의한 흐름경로를 도시한 것이다.1 illustrates a flow path according to the prior art.
도 2a, 도 2b, 도 2c는 흐름경로의 단면도이다.2A, 2B and 2C are cross-sectional views of the flow path.
도 3은 본 발명에 의한 구조를 구비한 평면튜브를 도시한 것이다.Figure 3 shows a planar tube having a structure according to the present invention.
도 4는 도 3의 평면튜브의 하프셸(half shell)을 도시한 것이다.4 shows a half shell of the planar tube of FIG. 3.
도 5a, 도 5b, 도 5c는 다양한 구조요소를 도시한 것이다.5A, 5B and 5C illustrate various structural elements.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e, 도 6f, 도 6g, 도 6h는 본 발명에 의한 흐름경로의 구조를 도시한 것이다.6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, and 6H show the structure of the flow path according to the present invention.
도 7a, 도 7b는 본 발명에 의한 또 다른 구조를 도시한 것이다.7A and 7B show another structure according to the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 구조를 도시한 것이다.8 shows another structure of the present invention.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 9d는 좌우대칭의 구조요소를 도시한 것이다.9A, 9B, 9C, and 9D show structural elements of right and left symmetry.
도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 10d는 평면오프셋 구조요소를 도시한 것이다.10A, 10B, 10C, and 10D illustrate planar offset structural elements.
도 11a, 도 11b, 도 11c, 도 11d는 수정된 구조요소의 열을 도시한 것이다.11A, 11B, 11C, and 11D show rows of modified structural elements.
도 12a, 도 12b는 또 다른 구조요소를 도시한 것이다. 12A and 12B show another structural element.
도 1은 직사각형 튜브로 형성된 흐름경로의 개략도이며 직사각형 입구단면(2), 두 개의 마주하는 평면측(F1, F2) 및 두 개의 마주하는 좁은측(S1, S2)를 구비한다. 배기가스와 같은 흐름매체는 화살표(P)에 의해 표지되는 방향으로 상기 경로(1)를 통해 흐른다. 와류발생기(3a, 3b, 4a, 4b)는 V형이고 와류를 발생하는 것에 의해 상기 보다 낮은 평면측(F2)에 형성되며 상기 증가된 와류의 흐름에 영향을 미치고 동시에 배기가스의 경우 미립자의 침전을 방지한다. 상술한 종래기술에 의해 도시된 것이다. 또한, 상기 와류발생기(3a, 3b, 4a, 4b)는 쌍으로 형성되며 V형으로 설치되고 상기 흐름방향에서 확산기형에서 확장되고 종래기술에 의한 윙릿에 기인한다. 1 is a schematic diagram of a flow path formed of a rectangular tube and has a rectangular
도 2a는 평면튜브로서 형성되는 흐름경로의 단면을 도시한 것으로 윙릿쌍(5a, 5b, 6a, 6b)는 상기 상측 평면측(F1) 및 상기 하측 평면측(F2)에 형성된다. 상기 경로 단면은 경로높이(H) 및 경로폭(b)을 갖는다. 상기 윙릿(5a, 5b, 6a, 6b)는 상기 경로 단면에 돌출하는 높이(h)를 갖는다. 윙릿의 형성은 종래기술에 대응된다. 상기 형상(F1, F2)는 하기에 서술하는 본 발명의 실시예에 적용된다.2A shows a cross section of a flow path formed as a planar tube, in which winglet pairs 5a, 5b, 6a, and 6b are formed on the upper plane side F1 and the lower plane side F2. The path cross section has a path height H and a path width b. The
도 2b는 원형튜브로 형성되는 흐름경로(1')의 단면을 도시한 것이고 구조요소(13', 13)는 상측 평면튜브측(F1) 및 하측 평면측(F2)에 각각 형성된다. 상기 경로 단면은 경로높이(H)를 갖는다. FIG. 2B shows a cross section of the
도 2c는 평면튜브로 형성된 흐름경로(1)의 단면을 도시한 것으로 상기 열교환기 표면(F1, F2)은 열공학 제 2표면을 나타내는데 하나의 매체로 부터 다른 매체로 열전달을 직접 하지 않기 때문이다. 상기 열교환기 표면은 구조요소(13, 13')을 구비한다. FIG. 2C shows a cross section of the
도 3은 본 발명에 의한 평면튜브(7)로 형성되는 흐름경로를 도시한 평면도이다. 상기 평면튜브(7)는 수직축(7a), 폭(b) 및 구조요소의 두 개의 열(8, 9) 또는 윙릿(10, 11, winglet)으로 형성되며 V형으로 형성되고 보다 상세하게 동일한 패턴에서 상기 평면튜브(7)의 상측(F1) 및 하측(F2)에 스탬프되는데 각각의 경우에서 상기 상측 윙릿열은 상기 하측열을 덮는다. 전체 폭(b)에 균일하게 배열된 8개의 윙릿의 경우에서는 열에 형성되지만 6개나 7개 일 수도 있다. 튜브, 디스크 또는 판이 좁은 경우에는 윙릿이 6개 이하일 수 있으며 넓은 경우에는 8개 이상일 수 있다. 거리(s)에서 두 개의 열(8, 9)은 중간에서 중간으로 측정될 수 있으며 상기 윙릿의 두 배 내지 여섯 배가 될 수 있다. 각각의 열 사이에서 부드러운 영역이 스탬프에 의해 지지 된다. 윙릿의 열은 평면튜브(7)의 전체 길이에 걸쳐 확장되며 상기 거리(s)에서 특히 평면튜브(7)의 양측면에 확장된다. 3 is a plan view showing a flow path formed of the planar tube 7 according to the present invention. The planar tube (7) is formed of a vertical axis (7a), width (b) and two rows (8, 9) or winglets (10, 11, winglet) of the structural elements, is formed in a V shape and in more detail the same pattern In the upper side (F1) and the lower side (F2) of the planar tube (7) is stamped in each case the upper winglet row covers the lower row. In the case of eight winglets arranged uniformly over the entire width (b), they are formed in rows but may be six or seven. If the tube, disc or plate is narrow, there may be six or less winglets, and in the wide case, eight or more. In the distance s two rows 8, 9 can be measured from the middle to the middle and can be twice to six times the winglets. A smooth area between each row is supported by the stamp. The row of winglets extends over the entire length of the flat tube 7 and at this distance s in particular on both sides of the flat tube 7.
도 4는 상기 평면튜브(7)의 수직축(7a)의 방향에서 보는 바와 같이 평면튜브(7)의 하측 하프셸(7b, half shell)을 도시한 것이다. 상기 하프셸(7b)은 베이스(F2) 및 두 개의 측면림(7c, 7d)를 구비하며 윙릿(11')은 상기 베이스 또는 하측면(F2)에 형성되는데 즉 상기 튜브벽에 스탬프되는 것이다. 상기 상측 하프셸은 도시되지 않았다. 상기한 것은 좌우대칭하게 형성되며 수직으로 상기 측면림(7c, 7d) 의 하측 하프셸(7b)에 용접된다. 상기 윙릿(11')은 상기 평면튜브(7)의 단면영역에 돌출되는 것에 의해 높이(h)를 갖는다. 상기 튜브는 일측에 변형 및 용접된 판금부재로부터 형성된다. 4 shows the lower half shell 7b of the planar tube 7 as seen in the direction of the vertical axis 7a of the planar tube 7. The half shell 7b has a base F2 and two
바람직한 실시예에서 상기 평면튜브의 상기 폭(b)은 40mm 또는 20mm이며 코어흐름을 위해 1.4mm의 단면높이를 남겨둔다. 상기 열 사이의 거리(s)는 약 20mm 이다.In a preferred embodiment the width b of the planar tube is 40 mm or 20 mm leaving a cross section height of 1.4 mm for the core flow. The distance s between the rows is about 20 mm.
상기 평면튜브(7)는 배기가스 열교환기(도시되지 않음)에서 이용되는 것이 바람직하며, 상기 내부연소엔진의 냉각재 순환으로부터의 냉각재가 외측면에 흐르는 공기를 냉각하는 동안 자동차의 내부 연소엔진으로부터의 배기가스는 내측면을 통해 흐른다. 종래기술에 의한 상기 평면튜브(7)의 외측면은 유연질 수 있으며 스탬프된 스터드에 의한 인접한 튜브로부터의 거리에서 고정된다. 하지만 핀을 위해 상기 냉각재측의 열전도를 향상하기 위해 평면튜브(7)의 외측면에 제공될 수 있다.The flat tube (7) is preferably used in an exhaust gas heat exchanger (not shown), and from the internal combustion engine of the vehicle while the coolant from the coolant circulation of the internal combustion engine cools the air flowing to the outer surface. Exhaust gas flows through the inner surface. The outer surface of the flat tube 7 according to the prior art can be flexible and fixed at a distance from the adjacent tube by a stamped stud. However, it may be provided on the outer surface of the flat tube 7 to improve the thermal conductivity on the coolant side for fins.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 상기 흐름경로의 본 발명에 의한 구조를 위해 제공되는 각각의 구조요소를 도시하고 있다. Figures 5a, 5b, 5c and 5d show the respective structural elements provided for the structure according to the invention of the flow path.
도 5a는 참조선(q)와 함께 각(α), 유동정지각을 형성하는 수직축을 구비하는 연장된 구조요소(13)를 도시하고 있다. 상기 흐름의 방향은 도 5a 내지 도 5d에 화살표(P)로 표기되어있다. 상기 참조선(q)은 상기 흐름방향(P)에 수직으로 형성된다. 상기 구조요소(13)는 길이(L) 및 폭(B)을 갖는다. 상기 후측은 일정하거나 불일정할 수 있는데 흐름방향(P)에서 향상될 수 있다. FIG. 5a shows an elongated
도 5b는 확장되지만 두 개의 수직축(14a, 14b)을 가진 각진구조요소는 서로 에 의해 기울어지면 각각 상기 참조선(q)과 각(α, β)를 포함한다. 각(β)은 유동흐름각이며 각(α)은 유동정지각이다. 화살표(P)로 표기되는 흐름방향은 두 개의 단계로 전환되는데 가볍게 시작될 수 있기 때문에 보다 크게 확장될 수 있다. 따라서, 도 5a에 동일한 흐름정지각(α)을 가진 구조요소와 비교하여 보다 낮은 압력손실을 야기한다. 상기 수직축(14a, 14b)를 연하는 상기 구조요소의 길이는 L로 표기된다.5B is expanded but the angular structure elements with two
도 5c는 반지름(R)의 호에 대응하는 만곡된 수직축(15a)를 구비하는 아치형 구조요소(15)를 도시한 것이다. 상향스트림각은 유동흐름각(β)을 참조하며 하향스트림각은 유동정지각(α)을 참조한다. 상기 흐름은 상기 각(90°-β)을 통해 부드럽게 전환되며 각(90°-α)에 의해 보다 확장된다. 상기 흐름전환의 연속적인 증가는 도 5a에 도시된 상기 구조요소(13)에 비하여 보다 낮은 압력손실을 야기한다. 상기 구조요소(15)의 길이는 L로 표기된 수직축(15a)를 연한다. 5c shows an arcuate
도 5d는 또 다른 구조요소를 도시한 것으로 Z형상이며 Z형상에 형성된 수직축(167a)을 갖는다. 5D shows another structural element, which is Z-shaped and has a vertical axis 167a formed in the Z-shape.
상기 수직축(16a)은 다른 굴곡률을 가졌지만 반지름(R1=R2)이 동일한 두 개의 아치형단면과 연결된다. 상기 유동흐름각은 β로 표기되며 상기 유동정지각은 α로 표기되는데 (90°-α)의 흐름전환에 대응하며 상기 구조요소(16)의 중앙영역에 위치된다. 상기 구조요소에 접하고 접하지 않는 흐름은 실제적으로 흐름방향(P)에 위치된다. 따라서, 흐름은 특히 낮은 압력손실로 전환된다. 상기 구조요소의 길이는 L로 표기된 수직축(16a)를 연한다. The
도 6a, 도 6b,도 6c, 도 6d, 도 6e, 도 6f, 도 6g, 도 6h는 도 5a에 의해 특히 흐름경로의 일부의 열에서 상기 구조요소(13)의 형성패턴을 도시한 것이다. 바람직한 실시예에서는 서로 마주하게 위치한 단일구조만을 도시하지는 않았다.6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h illustrate the formation pattern of the
도 6a는 흐름방향(P) 거리(s)의 두 개의 열(17, 18)에 형성된 확장된 구조요소(13)를 도시한 것이다. 굵은 선에 의한 상기 구조요소(13)는 상기 흐름경로의 상기 상측(F1)에 스탬프된다. 구조요소(13')는 점선으로 표기되었으며 열(19, 20)에서 형성된 것은 하측 열교환기 표면 또는 상기 흐름경로의 측면(F2)에 형성된다. 상기 열은 분리점선에 의해 도시된다. 상기 하측표면(F2)의 상기 구조요소(13')는 상기 상측표면(F1)의 구조요소에 마주하게 되는데 서로 마주하는 유동정지각(α, 도 5a참조)을 갖는다. 또한, 상기 열(19, 20)은 상기 열(17, 18)에 의해 흐름방향(P)에서 오프셋 되는데 특히 상기 오프셋(f)에 의해서이다. 상기 구조요소(13, 13') 및 상기 열(17, 18, 19, 20)은 각각 깊이(T)를 갖고 흐름방향(P)에서 확장된다. 상기 오프셋(f)은 상기 깊이보다(T) 얕은데 상기 깊이(T) 및 오프셋(f) 사이의 차이로 인한 겹침(U) 때문이며 상기 열(18, 20, 17, 19) 사이에 남게 된다. 동일한 깊이(T)의 열의 경우에서 100%의 겹침(U)이라는 것은 상기 오프셋이 0(f=0)으로 동일하다는 것이다. 다른 깊이(T1, T2)인 열의 경우(예를 들면 T1〈T2)에는 100%의 겹침이 의미하는 것은 상기 겹침(U)이 보다 작은 깊이인 T1(U=T1)과 동일하다. 상기 열(17, 19, 18, 20) 사이의 오프셋은 서로 마주하게 위치되며 바람직하게는 오프셋 없는 열의 경우 보다 낮은 압력 감소를 야기한다.6a shows an extended
도 6b는 열에 형성된 구조요소의 다른 패턴을 도시한 것으로서 특히 다른 유 동정지각(α, 도시되지 않음)을 가진 열(21) 및 열(22)에서의 경우를 도시한 것이다.상기 구조요소(13)는 상기 흐름경로의 상측면(F1)에 스탬프된 굵은 선으로 도시되어있다. 구조요소(13')는 흐름경로(P)의 평면도에서 상측 구조요소와 교차 되게 형성되며 점선으로 도시된다. 상기 상측 열은 구조요소를 포함하는 하측열에 의해 오프셋되지 않는 구조요소(13)를 구비한다. 상기 겹침(U)은 100%이다.FIG. 6B shows different patterns of structural elements formed in the columns, in particular in the case of
도 6c 내지 도 6h는 흐름경로의 상기 상측(F1, 굵은 선으로 도시) 및 상기 하측(F2, 점선으로 도시)의 구조요소(13, 13')을 도시한 것이다.6C-6H illustrate the
또한, 도 6h는 상기 흐름경로 외측의 지지요소(13'')를 도시한 것으로 바람직한 실시예의 지지요소는 상기 구조요소(13, 13')에 인접하여 형성되며 특히 상기 구조요소(13, 13')에 의해 형성되는 열 내에서 형성된다. 상기 흐름경로의 벽에 스탬프된 지지요소를 위한 것이 바람직하다. 상기 각각의 흐름경로를 바람직하게 지지하기 위하여 지지요소(13'')는 두 개의 흐름경로 사이의 거리 또는 각각의 흐름경로 사이의 및 열교환기의 하우징벽에 대응하는 높이를 갖는다. FIG. 6h also shows a
도 7a 및 도 7b는 열에서 상기 구조요소의 형성의 다양한 실시예를 도시한 것이다.7A and 7B illustrate various embodiments of the formation of the structural element in columns.
도 7a는 상측(F1)에 V자로 형성된 구조요소(13)의 두 개의 열(23, 24)을 가진 흐름경로를 도시한 것이다. 하지만, 상기 구조요소(13)는 서로 일정한 거리에서 형성되지 않지만 빈공간(25, 26, 27)을 갖는데 구조요소(13')에 의한 상기 하측(F2)에 채워지는데 상술한 연속적인 현상이 관측될 때 구조요소(13, 13')가 균일하게 형성된다. '빈공간'을 가진 열(23, 24)의 형성 및 상기 하측에 대응하는 열은 상기 흐름방향(P)의 보다 낮은 압력손실을 야기하는데 폭방향에서 상기 구조요소는 구획간 흐름을 저해한다. FIG. 7A shows a flow path with two
도 7b는 열(28, 29) 사이의 빈공간과 함께 상기 상측(F1)에 서로 평행한 구조요소(13)의 유사하게 형성된 것을 도시한 것이다. 상기 구조요소(13) 사이의 빈공간은 상기 하측(F2)의 구조요소(13')에 의해 채워지며 상기 상측(F1)의 상기 구조요소(13) 및 상기 하측(F2)의 구조요소(13')는 상술한 지그재그배열을 형성하도록 서로 보충한다. 상기 형성은 비교적 낮은 압력손실을 포함한다. FIG. 7B shows the similar formation of the
도 8은 상측(F1)의 두 개의 열(30, 31)의 구조요소(13, 13') 배열의 도 다른 실시예를 도시한 것이다. 상기 열(30)의 구조요소(13) 및 상기 마주하는 열(상기 하측(F2))의 구조요소(13')는 평행하게 형성되며 서로 동일하게 이격된다. 상기 제 2열(31)에 동일하게 적용되는 것은 대향하는 상기 유동정지각을 제외하고는 도시된 바와 같이 상기 흐름방향(P)에서 흐름의 전환을 유도한다. FIG. 8 shows another embodiment of the arrangement of the
도 6a, 6b, 7a, 7b 및 도 8에서 도시된 각각의 구조는 도 5a에서 도시된 바와 같이 구조요소(13)를 구비한다. 상기 구조요소(13)는 구조요소(14, 도 5b), 구조요소(15, 도 5c) 또는 구조요소(16, 도 5d)에 의해 동일하게 위치된다. 상술한 것은 다른 구조요소를 사용하여 동일하게 형성될 수 있는데 예를 들면 단일열 내에서 도면부호 13, 14으로 표기된 것과 같다. Each structure shown in FIGS. 6A, 6B, 7A, 7B and 8 has a
도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 9d는 좌우대칭으로 배열되는 구조요소(13, 14, 15, 16)의 다양한 실시예를 도시한 것이다. 따라서, 윙릿쌍(32, 33, 34, 35)은 두 개의 구조요소 사이에 제공되는 각각의 경우 최소의 거리로 이격된다. 상기 흐름방향은 화살표(P)에 의해 표기된 방향이며 가장 좁은지점(a)에 위치되는 윙릿쌍을 흐른다. 따라서, 서로 다른 윙릿쌍(32~35)은 압력손실의 감소를 가져온다. 상기 윙릿쌍은 서로 나란하게 형성되는데 예를 들면 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같다.9A, 9B, 9C, and 9D illustrate various embodiments of
도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 10d)는 평행 조정에 의한 구조요소(13, 14, 15, 16)의 다양한 실시예를 도시한 것이다. 따라서, 이중구조(36, 37, 38, 39)는 유동흐름 및 유동정지측에 동일하게 이격되며 도 6 내지 도 8에 도시된 구조요소에서와 같이 형성된다.10A, 10B, 10C and 10D show various embodiments of the
상측 및/또는 하측에서의 상기 구조요소의 중요한 점은 도 11a에 도시된 바와 같이 동일한 형상 또는 치수를 가질 필요가 없다는 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이 상기 구조요소는 상기 흐름방향(P)에서 오프셋(f)과 함께 형성된다.An important point of the structural element on the upper side and / or the lower side is that it does not have to have the same shape or dimension as shown in FIG. 11A. As shown in FIG. 11, the structural element is formed with an offset f in the flow direction P. FIG.
도 11c는 상기 구조요소의 상기 유동정지각의 다양한 실시예를 도시한 것이며 도 11d는 상기 구조요소의 다양한 길이(L1, L2)에 의한 실시예를 도시한 것이다. 도 11b, 도 11c 및 도 11d에 도시된 바와 같이 다양한 실시예가 가능하다. 또한, 각각 상측 및/또는 하측 표면(F1, F2)의 다양한 실시예도 가능하다.FIG. 11C shows various embodiments of the flow stop angle of the structural element and FIG. 11D shows an embodiment with various lengths L1 and L2 of the structural element. Various embodiments are possible as shown in FIGS. 11B, 11C and 11D. In addition, various embodiments of the upper and / or lower surfaces F1 and F2 are possible respectively.
도 12a는 두 개의 일직선림(43a, 43b)를 구비한 각으로 형성된 또 다른 구조요소(43)를 도시한 것으로 정점의 아치형에 의해 결합된다. 따라서, 상기 구조요소(43)는 도 9a에 도시된 윙릿쌍(32)의 다른 실시예를 도시한 것이다. 상기 매체는 화살표(P)로 표기된 정점(43c)의 방향에서 흐르는 것이 바람직하다.FIG. 12A shows another
도 12b는 도 9c에 도시된 구조요소쌍(34)의 또 다른 실시예를 도시한 것으로 즉, 상기 정점에서 호(44c)에 의해 연결된 두 개의 만곡된림(44a, 44b)를 구비한 구조요소(44)를 도시한 것이다. 상기 구조요소(44)는 화살표(P)에 의해 정점(43c)의 방향으로 매체가 흐르고 상기 흐름으로 만곡된 상기 림(44a, 44b)에 의해 작은 흐름전환이 보다 크게 된다. FIG. 12B illustrates another embodiment of the pair of
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 V형인 구조로 형성될 수 있다. 12A and 12B may be formed in a V-shaped structure.
모든 구조는 상술한 바와 같이 바람직한 방법으로 서로 조합될 수 있다.All structures can be combined with each other in a preferred manner as described above.
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