KR20110063463A - 바람직하게는 교환기/반응기 타입의 열교환기 시스템을 생산하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렬의 유체 순환 채널들이 횡단하는 적어도 하나의 모듈(1)을 포함하는 열교환기 시스템을 생산하는 방법에 관한 것이다. 상기 모듈의 구현은 다음과 같이 시행된다:
- 복수의 금속 도관(10)을 병렬로 포함하는 어셈블리(4)를 형성하는 것으로서, 각각의 도관은 이것의 내부 공간으로 유동 순환 채널들 중 하나를 형성하고, 상기 도관들은 두 개의 금속 플레이트(6, 6) 사이에 배열되고, 바로 연이은 도관들과 상기 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들은 금속 충전 물질(8)에 의해 채워지고, 상기 어셈블리는 도관들의 접속 요소들(20)을 또한 포함함; 및
- 상기 도관들(10)의 상기 금속 충전 물질(8), 상기 플레이트들 및 상기 접속 요소들(20, 20)과의 확산 용접을 얻기 위해 상기 어셈블리(4)를 처리하는 것.

Description

바람직하게는 교환기/반응기 타입의 열교환기 시스템을 생산하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A HEAT EXCHANGER SYSTEM, PREFERABLY OF THE EXCHANGER/REACTOR TYPE}

본 발명은 일반적으로 열교환기 분야, 특히 열교환 표면적(surface area)과 열교환기 용적(volume) 간의 높은 비율로 인해, 얻어지는 열교환기가 매우 만족스러운 컴팩트 플레이트(compact plate) 열교환기 분야에 관한 것이다.

본 발명은 좀더 구체적으로 플레이트 스태킹 방향(plate stacking direction)을 따라 교대로 제1 유체 순환 구역과 제2 유체 순환 구역을 형성하는 모듈 또는 모듈들의 스택을 포함하고, 상기 유체 순환 구역들 중 적어도 하나에서 화학 반응, 옵션으로 촉매 반응이 일어나도록 설계된 열교환기 시스템에 관한 것이다. 따라서 이들 구역 중 적어도 하나에서 접하게 되는 화학 반응으로 인해, 그러한 교환기는 반응기로서 또한 지칭된다. 좀더 일반적으로, 그러한 열교환기는 교환기/반응기로서 지칭된다.

이러한 타입의 교환기 시스템에 대하여 예컨대 화학물질(chemicals) 또는 제약품(pharmaceuticals)의 생산, 또는 연료전지 설비(fuel cell installation) 같은 수많은 애플리케이션이 고려될 수 있는 것으로 주목된다.

완전히 만족스러운 것으로 판명된 생산 방법이 없기 때문에, 이러한 타입의 교환기 시스템은 산업에서 널리 사용되지 않는다.

이러한 문제점을 개선하기 위해서, 본 발명은 일렬(row)의 유동 순환 채널들이 횡단(traverse)하는 적어도 하나의 모듈을 포함하는 열교환기 시스템을 생산하기 위한 방법에 관련된다.

본 발명의 상기 모듈의 구현은 다음과 같이 시행된다:

- 복수의 금속 도관을 병렬로(in parallel) 포함하는 어셈블리의 형성하는 것으로서, 각각의 도관은 이것의 내부 공간으로 상기 유동 순환 채널들 중 하나를 형성하고, 상기 도관들은 두 개의 금속 플레이트 사이에 배열되고, 바로 연이은(directly consecutive) 도관들과 상기 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들은 금속 충전 물질(metal filling substance)에 의해 채워지고, 상기 어셈블리는 두 개의 금속 접속 요소(metal connection element)를 또한 포함하고, 이들 중 하나에는 도관들의 두 개의 단부(end) 중 하나를 각각 수용하는 복수의 관통 오리피스(through orifice)가 제공되고, 다른 하나에는 도관들의 두 개의 단부 중 다른 하나를 각각 수용하는 복수의 관통 오리피스가 제공됨; 및

- 상기 도관들의 상기 금속 충전 물질, 상기 플레이트들 및 상기 두 개의 금속 접속 요소와의 확산 용접을 얻기 위해 상기 어셈블리를 처리하는 것.

얻어진 모듈은, 이 모듈에 의해 한정되는 유체 순환 채널을 통과하는 유체와 접촉하는 용접(weld)/땜납(solder)이 없기 때문에, 부식 문제에 매우 낮은 민감성을 유리하게 갖는다. 이러한 이유로 열교환 시스템의 내용 연한이 증가된다.

더욱이, 얻어진 모듈은 존재하는 요소들의 특히 확산 용접(diffusion welding)으로 인해 완전히 기밀(tight)하고 안전성을 증가시킨다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 특히 원하는 열교환과 관련하여, 마주치는 요건들에 따라 선택되는 서로 다른 기하학적 구조의 모듈들의 구현을 쉽게 가능하게 한다. 예컨대 채널들의 직경의 선택, 또는 이것들의 형상을 포함할 수 있어, 본 발명에 따른 방법의 주목할만한 모듈성(modularity)을 야기한다.

상기 처리가 수행되면, 유체 순환 채널들을 한정하는 도관들 주위의 고체 물질(solid substance)은 열교환기 시스템 모듈에 높은 열적 관성(thermal inertia)을 제공하고, 발열반응으로부터의 열을 흡수하는 높은 수용력(capacity)을 제공하고, 따라서 차후의 사용 동안 만족스러운 신뢰도와 안전성을 제공한다. 이러한 이유로, 동일한 설계의 모듈이 복수의 타입의 발열반응에 응답할 것이다.

또한, 충전 물질과 플레이트들을 위해 높은 열전도도(heat conductivity)를 가진 금속 재료를 사용할 수 있음은 그러한 모듈을 포함하는 교환기 시스템의 전체 열전도도를 상당히 증가시킬 수 있게 하고, 따라서 열을 더 잘 소멸시킨다는 것을 주목해야 한다.

처리 작업이 수행되면, 바람직하게는 곧은 튜브, 지그재그, 또는 적합한 것으로 여겨지는 임의의 다른 형상의 도관들은 충전 물질과 금속 플레이트들로 이루어진, 도관들을 둘러싸는 매스(mass)에 내포된다. 얻어진 모듈은 일체형 구조(integral structure)와 비슷하므로, 예컨대 어떤 손상의 위험 없이, 수백 bar 같은 매우 높은 압력 및/또는 압력차를 견딜 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 시행과 연관된 생산 비용은, 근본적으로 상기 어셈블리의 구성요소들 각각의 낮은 비용으로 인해, 유리하게 낮게 유지된다.

전술한 바와 같이, 상기 어셈블리는 두 개의 금속 접속 요소를 또한 포함하도록 구현되는데, 하나에는 도관들의 두 개의 단부 중 하나를 각각 수용하는 복수의 관통 오리피스가 제공되고 다른 하나에는 도관들의 두 개의 단부 중 다른 하나를 각각 수용하는 복수의 관통 오리피스가 제공된다. 예컨대 각각 바(bar) 형태인 이들 두 개의 접속 요소는 모듈 채널들에서 유체의 주입구(inlet)/배출구(outlet)로 사용된다.

따라서 상기 처리의 시행은 도관들의 단부들이 이것들 각각의 접속 요소와 확산 용접되게 한다. 바람직하게는, 연관된 오리피스들에서 단부들의 용접은 존재하는 요소들의 확산 용접을 가져오는 처리 작업 전에 수행된다. 바람직하게는 TIG 타입인 이러한 선행 용접은, 특히 어셈블리의 후속 처리를 견뎌낼 수 있도록, 이차적인 진공(secondary vacuum)에 바람직하게 영향받지 않는다.

바람직하게는, 재료 제거가 두 개의 금속 접속 요소 중 하나에서 두 개의 연이은 오리피스 사이에서 수행되어, 이들 두 개의 오리피스 사이에 연결 채널(joining channel)을 생성하고, 폐쇄 플레이트(closing plate)가 문제의 상기 접속 요소 상에 위치되어, 두 개의 바로 연이은 오리피스 사이에서 상기 연결 채널을 밀봉한다. 종합적으로, 결과적인 연결 채널은 문제의 오리피스들 중 하나로 각각 열린, 모듈의 두 개의 바로 연이은 채널의 유체 접속을 가능하게 한다. 따라서 제1 채널에서 순환하고 연결 채널에 도달하는 유체는 제2 채널로 들어가기 전에 반전된다.

이러한 식으로, 간단하고 값싸고 유연한 방식으로, 모듈에서 유체 거주 시간 같은 선택된 여러 기준에 기초하여, 모듈을 통한 복수의 유체 분배 배치(fluid distribution configuration), 그리고 원하는 믹싱(mixing) 및 열교환 레벨들을 얻을 수 있다.

폐쇄 플레이트들 상에, 예컨대 온도, 압력 및/또는 pH에 관한 데이터를 수집하기 위해서, 하나 또는 복수의 측정기를 유리하게 설치할 수 있다. 이들 폐쇄 플레이트를 통해, 시약(reagent)의 추가 도입 및/또는 막힘(clogging) 또는 응고(solidification)가 있는 경우 채널들의 청소를 또한 수행할 수 있다. 마지막으로, 다시 이들 폐쇄 플레이트를 통해, 고정식 혼합기(static mixer) 또는 필요한 어떤 다른 인서트(insert), 특히 촉매로 코팅된 인서트를 또한 추가할 수 있다.

재료 제거는 방법의 어떤 단계에서, 바람직하게는 어셈블리 처리 작업 후에 시행하는데 적합한 기계가공(machining)에 의해 바람직하게 수행된다.

이러한 식으로, 접속 요소 상에서 수행된 기계가공의 깊이에 따라서 연결 채널의 단면을 조절할 수 있다. 이것들은 수행된 기계가공의 깊이를 단지 맞춤으로써 조절될 수 있는 믹싱 및 열교환 특성들로 이루어진다.

물론, 모듈에서 유체를 반전시키는 어떤 다른 해법이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 고려될 수 있다.

또한, 교환기 시스템이 일렬의 채널들을 각각 가진 두 개의 스택된 모듈(stacked module)을 갖는다면, 그러한 연결 채널은 제1 모듈의 채널과 제2 모듈의 채널 간에 얻어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 어셈블리는 어셈블리의 나머지가 삽입되는 통합 케이싱(consolidation casing)을 또한 포함하도록 구현되고, 여기서 상기 처리의 시행은 상기 케이싱과 어셈블리의 나머지와의 확산 용접을 또한 가져온다. 이 케이싱은 스택된 요소들 사이의 접점들이 확산 용접 동안 외부로부터 격리되는 것을 보장하기 위해 일반적으로 제공된다.

바람직하게는, 상기 열교환기 시스템은 일렬의 제1 유동 순환 채널들과 일렬의 제2 유동 순환 채널들이 각각 횡단하는 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 스택된 모듈를 한 피스(one piece)로 포함하고, 상기 제1 및 제2 모듈들의 구현은 다음과 같이 시행된다:

- 복수의 제1 금속 도관을 병렬로 포함하는 제1 어셈블리를 형성하는 것으로서, 각각의 제1 도관은 이것의 내부 공간으로 상기 제1 유체 순환 채널들 중 하나를 형성하고, 상기 제1 도관들은 두 개의 제1 금속 플레이트 사이에 배열되고, 바로 연이은 제1 도관들과 상기 제1 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들은 제1 금속 충전 물질에 의해 채워짐; 그리고 복수의 제2 금속 도관을 병렬로 포함하는 제2 어셈블리를 형성하는 것으로서, 각각의 제2 도관은 이것의 내부 공간으로 상기 제2 유체 순환 채널들 중 하나를 형성하고, 상기 제2 도관들은 두 개의 제2 금속 플레이트 사이에 배열되고, 바로 연이은 제2 도관들과 상기 제2 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들은 제2 금속 충전 물질에 의해 채워지고, 상기 제2 어셈블리는 제1 어셈블리 상에 스택되고, 제1 및 제2 도관들 사이에 위치된 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트는 동일한 플레이트로 이루어짐; 및

- 상기 제1 금속 충전 물질 및 상기 제1 플레이트들과의 제1 도관들의 확산 용접, 그리고 상기 제2 금속 충전 물질과 상기 제2 플레이트들과의 제2 도관들의 확산 용접을 얻기 위해 상기 제1 및 제2 스택된 어셈블리들을 동시 처리하는 것.

물론, 하나의 대안은 두 개의 모듈을 독립적으로 생산하고, 후속하여 이것들을 스태킹하고 조립하는 것일 수 있다.

또한, 제1 및 제2 어셈블리들 각각은 전술한 것들과 같은 금속 접속 요소들을 바람직하게 포함한다.

또한, 스택된 모듈의 수가 두 개보다 많은 설계가 명백하게 고려되거나 심지어 선호된다.

바람직하게는, 상기 처리는 고온 아이소스타틱 압축(hot isostatic compression), 또는 원하는 확산 용접을 야기하는 임의의 다른 기술이다.

바람직하게는, 상기 고온 아이소스타틱 압축은 약 1040℃의 온도와 약 1200bar의 압력에서 약 2시간 동안 수행된다.

바람직하게는, 도관들은 스테인리스강으로 만들어지고 금속 충전 물질과 상기 플레이트들은 고 열전도도를 가진 합금으로 만들어진다. 그러나 수행되는 화학 반응의 타입에 따라서, 다른 금속들 및/또는 합금들이 사용될 수 있다.

예컨대, 상기 금속 충전 물질은, 상기 어셈블리 처리 단계 전에, 금속 파우더로 만들어진다. 따라서 이 경우, 그것은 처리 작업 동안 파우더가 통합(consolidation)되도록 바람직하게 만들어진다. 명백히, 하나의 대안은 예컨대 서로 간에 도관들을 수용하기 위한 공간들을 한정하는 스트립들로 형성된 고체 물질을 제공하는 것으로 이루어진다.

바람직하게는, 유체 순환 채널들 중 적어도 하나는 인서트를 갖추는데, 상기 인서트는 바람직하게는 금속으로 만들어지고 상기 채널 내부에서 촉매 화학 반응을 가능하게 하는 촉매로 적어도 부분적으로 코팅된 것이다.

본 발명의 추가적인 이점들과 특징들은 이하의 제한적이지 않은 상세한 설명에서 나타날 것이다.

본 발명은 전술한 내부식성, 안전성, 모듈성, 저생산비용 등의 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 구현 예에 따른 방법의 시행에 따라 얻어지는 유체 순환 모듈의 도식적인 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 상기 모듈을 형성하는 것으로 의도되는 어셈블리의 처리 전의 전개 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 어셈블리의 확대부를 나타낸다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 어셈블리의 일부를 평면도로 나타낸다.
도 5는 도 4에서 라인 V-V를 따른 단면도를 나타낸다.
도 6은 금속 플레이트들의 형성 및 처리될 어셈블리에 속하는 금속 충전 물질에 관한 대안적 구현 예를 도시하는 부분 단면도를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 모듈의 두 개의 평행 채널 간의 연결 채널을 형성하기 위한 단계의 도시적인 그림을 나타낸다.
도 10은 접속 요소의 오리피스가 양측에서 곧바로 연이어 배열된 두 개의 오리피스에 두 개의 연결 채널에 의해 각각 접속되는 대안적 구현 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 추가적인 바람직한 구현 예에 따른 방법의 시행에 따라 얻어지는 두 개의 유체 순환 모듈의 사시도를 나타낸다.
도 12는 도 11에서 모듈을 형성하도록 의도되는 두 개의 어셈블리의 처리 전의 전개 사시도를 나타낸다.
도 13은 두 개의 모듈에 대한 대안적 구현 예를 나타낸다.
도 14는 두 개의 모듈 간에 하나 또는 복수의 연결 채널을 형성하기 위한 단계의 도시적인 그림을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 추가적인 바람직한 구현 예에 따른 방법의 시행에 따라 얻어지는 열교환기 시스템의 도식적인 그림을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 추가적인 바람직한 구현 예에 따른 방법의 시행에 따라 얻어지는 열교환기 시스템의 도식적인 그림을 나타낸다.
도 17 내지 도 22는 본 발명의 추가적인 구현 예에 따른 생산 방법을 그것의 시행의 여러 단계에서 나타낸다.

도 1을 참조하면, 예컨대 화학물질 또는 제약품을 생산하기 위해 제공되는, 바람직하게는 교환기/반응기 타입의 열교환기 시스템 모듈(1)을 볼 수 있다. 전형적으로, 이러한 모듈은 30㎝ 정도의 길이와 13㎝ 정도의 폭과 2㎝ 정도의 두께를 갖는다. 그러나 시스템의 애플리케이션에 따라서 임의의 타입의 설계가 고려될 수 있다.

특정 생산 방법이 본 발명을 위해 후술될 모듈(1)은, 바람직하게는 평행하고 기본 채널로서 지칭되는 복수의 유체 순환 채널(2)이 횡단하는, 실질적으로 평행 육면체 또는 플레이트 형상을 갖는다. 이들 채널(2)은 반드시 도 1에서 점선으로 나타낸 바와 같은 실린더형이라고는 할 수 없고, 후술하는 곡선형 또는 지그재그형 같은 적합한 것으로 여겨지는 임의의 형상을 채택할 수 있다. 또한, 이들 채널(2)의 단면은 마주치는 요건에 따라서 조정될 수 있다.

상기 모듈(1)을 생산하기 위해서, 스택된 요소 어셈블리(stacked element assembly)가 우선 생산되는데, 상기 어셈블리는 도 2에서 일반적으로 참조부호 4로서 표시된다.

스택은 바람직하게는 수평인 종래의 기재(substrate) 상에서 생산될 수 있는데, 그 위에는 합금으로 만들어진, 바람직하게는 예컨대 CuCl 합금인 구리 풍부 합금 같은 고 열전도도를 가진 합금으로 만들어진 금속 플레이트(6)가 우선 배치된다.

상기 플레이트(6)의 표면 상에, 충전 물질로서 지칭되고 플레이트(6)와 동일한 재료로 만들어진 금속 물질(8)이 배치되어, 예컨대 316L 스테인리스강 같은 스테인리스강으로 만들어진 금속 도관들(10)이 수용되는 공간을 한정한다.

도 3에서, 물질(8)은 서로 간격을 둔 복수의 스트립(12)으로 바람직하게 만들어지고, 스트립들 사이에 형성된 공간들(14)은 도관들(10)의 기하학적 구조와 상호 보완적인 기하학적 구조를 갖는 것을 볼 수 있는데, 그 결과 도관들이 전용 공간들(14)에서 플레이트(6) 상에 위치하면 이들 요소 간에 작은 틈(gap)이 존재할 뿐이다. 튜브로서 또한 지칭되는 도관들(10)은, 이 실시예에서, 곡선 또는 지그재그 형상을 갖는다. 내부 공간(16)을 가진 도관들은 각각 유체 순환 채널들 중 하나를 형성한다. 상기 도관들(10)의 단면은 직사각형, 직사각형, 원형, 또는 적합한 것으로 여겨지는 임의의 다른 형상이다. 도시된 예에서, 직사각형 단면은 약 4㎜의 높이와 약 2㎜의 폭을 갖는다.

도관들(10)의 단부들에는 두 개의 바 형상의(bar-shaped) 접속 요소(20)가 위치되는데, 예컨대 하나는 유체 주입구를 위한 것이고 다른 하나는 유체 배출구를 위한 것이다. 이들 바(20)는 각각 도관들(10)의 주된 방향 즉, 차후 모듈을 통한 유체의 주된 유동 방향에 대해 실질적으로 십자형 방식(corsswise manner)으로 어셈블리(40)의 단부에 배열된다.

다시 도 3을 참조하면, 각각의 바(20)는 복수의 관통 오리피스(22)를 도관의 개수와 동일한 개수로 갖는데, 도관(10)의 각 단부가 오리피스들(22) 중 하나에 수용되기 때문이다. 좀더 구체적으로, 오리피스들(22)의 기하학적 구조는 도관들(10)의 단부들의 기하학적 구조에 상호 보완적이고, 그 결과 도관들이 두 바(20)의 오리피스들(22)에 삽입되면 이들 요소 간에 작은 틈이 존재할 뿐이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 점선으로 표시된 도관들(10)의 단부들은 오리피스들이 완전히 채워질 때까지 즉, 단부들의 에지들이 바(20)의 외면(25)과 같은 레벨일 때까지 오리피스들(22)에 삽입될 수 있다. 대안으로서, 후술하는 도 7의 묘사에서 고려되는 바와 같이, 이들 단부를 오리피스들(22)에 부분적으로 삽입하는 것만으로 구성될 수 있다. 어느 경우든, 도관 단부들의 에지는 연관된 오리피스(22)에서 상기 에지의 전체 주변부를 따라 바람직하게 용접된다. 바람직하게는 TIG 타입인 이들 용접은 이차적인 진공에 영향받지 않는 것으로 고려된다.

도관들(10)의 두께는 물질(8)의 두께와 실질적으로 동일하여, 이것들은 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 전자(하측 플레이트)와 실질적으로 동일한 다른 플레이트(6)의 평면 기재 표면(plane substrate surface)을 공동으로 형성한다. 따라서 도 5에서, 두 개의 플레이트(6) 사이의 공간이 물질과 도관들에 의해 완전히 채워짐을 볼 수 있는데, 각각의 공간(17)은 스태킹 방향으로 플레이트들(6)에 의해, 그리고 바들의 직각 방향으로 두 개의 바로 연이은 도관(10)에 의해 한정되고, 물질의 스트립(12)에 의해 채워진다.

바들(20)의 두께는, 목적이 균일한 두께의 스택을 얻기 위함임을 고려해 볼 때, 플레이트들(6)에 의해 커버되는지 여부에 따라 고려된다. 따라서 예컨대, 플레이트들(6)이 바들(20)을 커버하지 않고 바들에 접한다면, 상기 바들은 물질의 두께와 두 개의 플레이트(6)의 두께의 합에 실질적으로 대응하는 두께는 갖는다. 또한, 이들 바(20)는 도관들(10)의 단부들에서 전술한 공간들(17)을 한정한다.

균일한 두께의 스택은 통합 케이싱(consolidation casing)(26) 내로 삽입되어 360°뒤덮이는데, 통합 케이싱의 내부는 전술한 스택의 형상에 상호 보완적인 형상을 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 그것은 바들(20)이 각각 수용되는 곳인 두 개의 대향 오프닝(28)을 갖는다. 다시 말해, 도 1에서 모듈(1) 상의 오프닝에 관하여 볼 수 있는 바와 같이, 두 개의 바는 케이싱의 두 개의 오프닝을 폐쇄한다.

도 6에서, 금속 플레이트들(6)과 금속 충전 물질(8)의 형성에 관한 대안적인 구현 예를 볼 수 있다. 이 예에서, 두 개의 플레이트(6)는 각각 둘씩 짝을 지어 마주보고 접촉하는 튀어나온 돌출부들(12')을 고정되게 지지하고, 상기 돌출부들(12')은 물질(8)을 형성한다. 따라서 도관들을 수용하기 위한 공간들(14)이 돌출부들(12')과 플레이트들(6) 사이에 형성된다. 이 스택의 두 부분 각각을 생산하는데 있어서, 고체 플레이트(solid plate)로 시작하고, 돌출부들(12')을 분명하게 하기 위해서 그것의 면들(faces) 중 하나 상에서 그것을 기계가공할 수 있다. 이 점에 있어서, 추가적인 대안은 전체 물질을 두 개의 플레이트 중 하나에 고정되게, 바람직하게는 일체(integral)로, 제공하고, 다른 플레이트는 이전의 도면들에 도시된 것들과 유사하도록 이루어질 수 있다.

마지막으로, 한 옵션은 전술한 고체 스트립들을 후술할 처리 작업 동안 통합될 금속 파우더로 대체하는 것으로 또한 이루어진다.

모듈(1)의 생산은 바람직하게는 고온 아이소스타틱 압축에 의해 어셈블리(4)를 처리함으로써 계속된다. 압축 전에, 도 1에 도시된 바와 같이 케이싱의 벽에 만들어진 오리피스(30)를 통한 펌핑에 의해 스택의 가스 제거가 수행된다. 가스 제거가 완료되면, 오리피스(30)는 단단히 밀봉되고, 높은 압력과 온도 즉, 약 1040℃의 온도와 약 1200bar의 압력을 약 2시간 동안 적용하여 압축이 수행된다.

이 압축 동안, 연속적인 요소들 간의 틈들이 제거되고, 이것들은 고체 상태 용접(sold state welding) 또는 확산 용접(diffusion welding)을 겪는다.

결과적으로, 도관들(10)은 스트립들(12), 바들(20) 및 플레이트들(6)과 확산 용접되고, 후자는 스트립들(12), 케이싱(26) 및 바들(20)과 또한 확산 용접된다. 마지막으로, 케이싱(26)은 바들(20)과 또한 확산 용접되어, 채널들이 횡단하는 완전한 모듈(integral module)이 얻어지고, 이것은 예컨대 다중 재료(multi-material)인 고체 블록(solid block)에 해당하는 소위 모놀리식(monolithic) 모듈이다.

또한 이러한 고온 아이소스타틱 압축 동안, 파우더가 선택될 경우, 물질을 형성하는 파우더의 통합이 얻어진다.

열교환기 시스템에서 모듈의 사용 동안, 도관들의 내부 공간(16)에 의해 형성된 채널들(2) 각각에 유체를 분배하기 위해서, 유체는 예컨대 두 개의 바(20) 중 어느 것에 위치한 유입 라인(도시되지 않음)에 의해 운반된다. 유체는 평행한 채널들(2) 각각에서 그것으로부터 배출되기 전에 동일한 방향으로 순환하고, 예컨대 다른 바(20)에 위치한 배출 라인(도시되지 않음)에 들어간다.

그럼에도, 원하는 믹싱 및 열교환 특성들에 따라서, 유체를 모듈에서 오랜 시간 동안 순환시키는 것이 유리할 수 있다. 예컨대, 제1 유동 방향을 따라 모듈의 한 채널에서 유체를 순환시키고, 유체를 모듈로부터 제거하기 전에 상기 모듈의 다른 채널에서 제1 유동 방향과 반대인 제2 유동 방향으로 유체를 순환시킨다.

이러한 목적을 위해, 도 7 내지 도 9와 관련하여 후술하는 것이 바람직할지라도, 유체 반전(fluid reversal)을 위한 임의의 수단이 사용될 수 있다.

도 7에서, 고온 아이소스타틱 압축 작업 후의 모듈(1)을 볼 수 있다. 전술한 바와 같이, 도시된 예는 도관들(10)의 단부들이 바(20)의 각각의 오리피스(22)를 완전히 채우지 않는 것을 고려한다.

단계는 도면의 좌측에서 두 개의 오리피스(22)를 연결하는 것으로 이루어질 것이다. 이러한 목적을 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 두 개의 오리피스 간의 연결 채널(32)을 얻기 위해, 문제의 두 개의 오리피스 사이에 위치한 바(20)의 부분의 기계가공이 수행된다. 명백히, 기계가공 깊이 "P"는 원하는 연결 채널 크기에 좌우된다. 이러한 식으로, 연결 채널(32)의 크기에 따라서 믹싱 및 열교환 특성들이 영향을 받는다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 연결 채널(32)을 밀봉하기 위해, 폐쇄 플레이트(34)가 바(20)의 외면(25)에 위치되어, 플레이트(34)에 의해 한정되는 문제의 두 개의 오리피스(22)와 연결 채널(32)을 커버한다. 플레이트(34)는 임의의 알려진 방식에 의해, 예컨대 용접 또는 나사 요소에 의해 부착된다. 또한, 플레이트(34)를 생산하기 위해 사용된 재료는 바람직하게는 도관들(10) 및 바(20)의 재료와 동일하다.

이러한 설계에 의해, 도 8에서, 유체는 좌측 채널(2)을 통해 제1 순환 방향으로 도착하고, 유체를 연이은 채널(2)로 전달하는 연결 채널(32)을 통과하는 동안 반전되어, 제1 순환 방향과 반대인 제2 순환 방향으로 된다. 이런 점에 있어서, 상기 제2 채널의 타단부에 도착하면, 유체는 모듈(2)로부터 빠져나가거나, 전술한 것과 동일 또는 유사한 연결 채널을 통해 제2 시간 반전되어 제1 유체 순환 방향으로 제3 채널을 후속하여 따를 수 있다.

도관 단부들이 각각의 오리피스를 완전히 채우는 다른 경우에 있어서, 각각의 연결 채널은 문제의 두 개의 오리피스 사이의 바뿐만 아니라 또한 두 개의 도관 단부의 부분을 기계가공함으로써 생산되어야 한다.

채널들을 통과하는 유체의 예컨대 온도, 압력 및/또는 pH에 관한 데이터를 수집하기 위해서, 하나 또는 복수의 측정기를 사용하여, 하나 또는 복수의 기능(function)이 플레이트(34)와 연관될 수 있다. 상기 폐쇄 플레이트(34)를 통해, 추가적인 시약의 제공 및/또는 막힘 또는 응고가 있는 경우 채널들의 청소를 수행하는 것이 또한 가능하다. 고정식 혼합기 또는 필요한 임의의 다른 인서트, 특히 하나 또는 복수의 촉매로 코팅된 인서트를 추가하는 것이 또한 가능하다.

마지막으로, 기계가공 외의 임의의 기술이 원하는 재료 제거를 얻기 위해 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 사용될 수 있다.

도 10은 바(20)의 오리피스(22), 상기 오리피스를 바로 연이은 오리피스(22)에 연결하는 제1 연결 채널(32), 그리고 상기 오리피스를 그것의 바로 연이은 다른 오리피스(22)에 연결하는 제2 연결 채널(32)과 연관된 대안을 도시한다. 이러한 식으로, 하나의 오리피스(22)가 이것의 양측에 배열된 오리피스들(22)에, 바람직하게는 연속하여, 두 개의 결합 채널(32)에 의해 각각 연결되고, 이들 세 개의 오리피스(22) 및 상기 두 개의 채널(22)은 기밀성(tightness)을 제공하는 동일한 플레이트(34)에 의해 커버된다.

그러한 설계에 따라, 좌측 기본 채널로부터 나온 유체는 전술한 두 개의 연결 채널(32)을 차용하여 다음 두 개의 기본적인 채널에서 병렬로 반전된다.

도 11은 본 발명의 추가적인 바람직한 구현 예에 따른 방법의 시행에 따라 얻어진 두 개의 유체 순환 모듈(1a, 1b)의 사시도를 나타낸다.

일체형 어셈블리(integral assembly)를 형성하는 이들 두 모듈(1a, 1b)은 각각 일렬의 제1 평행 채널들(2a)과 일렬의 제2 평행 채널들(2b)을 구비한다. 전반적으로, 이것들은 이전 도면들을 참조하여 설명된 것과 같은 두 개의 모듈(1)의 스태킹으로 이루어진다.

제1 채널들(2a)은 제1 유체 순환 구역을 형성하고, 제2 채널들(2b)은 제2 유체 순환 구역을 형성하며, 하나 또는 각각은 이들 구역에서 촉매 화학 반응을 가능하게 하는 하나 또는 복수의 촉매를 옵션으로 갖춘다. 전술한 바와 같이, 이들 촉매는 인서트 상에 제공된 코팅의 형태를 취할 수 있다. 이 인서트는, 그것의 부수적인 기능으로 인해, 교환기 시스템의 수명 동안 유리하게 교체될 수 있고, 귀금속(Pt, Rh, Pd 등)의 형태일 수 있는 촉매로 코팅된 스테인리스강 또는 세라믹 튜브의 형태를 바람직하게 취한다.

명백히, 제1 및 제2 모듈들(1a, 1b)을 통한 순환을 위한 두 개의 분리된 유체는 각각 동시에 즉, 동일한 순환 방향으로 또는 역류 유동(counter-current flow)으로 도입될 수 있다. 다른 대안은 하나 또는 두 개의 모듈에 전술한 타입의 하나 또는 복수의 유체 반전을 제공하는 것으로 구성될 수 있다.

이들 두 개의 모듈을 얻기 위해, 전반적으로, 전술한 어셈블리(4)와 실질적으로 동일한 스택된 어셈블리들(4a, 4b)이 생산되는데, 이것들은 두 개의 모듈(1a, 1b)을 각각 형성하는 것으로 의도된다. 도 12를 참조하면, 바람직하게는 고 열전도도를 가진 합금, 예컨대 CuCl 합금으로 만들어진 제1 금속 플레이트(6a)가 기재 상에 우선 위치된다.

상기 플레이트(6a)의 표면 상에, 충전 물질로서 지칭되는 제1 금속 물질(8a)이 위치되어, 스테인리스강 예컨대 316L 스테인리스강으로 만들어지고 병렬로 배열된 제1 금속 도관들(10a)이 수용되는 공간을 한정한다. 이 예에서, 물질(8a)은 전술한 물질(8)과 실질적으로 동일하다. 그렇더라도, 방법의 모듈성은 교환기 시스템이 의도되는 애플리케이션에 따라서 물질의 종류(nature)를 선택적으로 달라지게 할 수 있음을 주의해야 한다.

도관들(10a)의 단부들에, 두 개의 바형 접속 요소(20a)가 위치되는데, 예컨대 하나는 유체 주입구를 위한 것이고 다른 하나는 유체 배출구를 위한 것이다. 이들 바(20a)는 각각, 도관들(10a)의 주된 방향에 대해 실질적으로 십자형 방식으로, 어셈블리(4a)의 단부에 배열된다. 전술한 바와 같이, 각각의 바(20a)는 도관의 개수와 동일한 개수인 복수의 관통 오리피스를 갖는데, 도관(10a)의 각 단부가 오리피스들 중 하나에 수용되고 그 안에 용접되기 때문이다.

도관들(10a)의 두께는 물질(8a)의 두께와 실질적으로 동일하여, 이것들은 도 12에 도시된 바와 같이 제1 플레이트와 실질적으로 동일한 다른 플레이트(6a)의 평면 기재 표면을 공동으로 형성한다.

이전 요소들 위로 스태킹은 제1 어셈블리와 실질적으로 동일한 제2 어셈블리(4b)를 형성하기 위해 계속된다. 따라서 이 어셈블리(4b)는, 제1 스택(4a)에 대응하는 방식으로, 제2 금속 플레이트(6b), 제2 유체 순환 도관들(10b)이 병렬로 배열된 공간들을 한정하는 제2 충전 물질(8b), 두 개의 바형 접속 요소(20b), 그리고 추가적인 제2 금속 플레이트(6b)를 포함한다.

두 개의 스택된 바(20a, 20b)는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 하나의 바를 사용하여 대안적으로 생산될 수 있음을 주의해야 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 스택에서 가장 위의 제1 플레이트(6a)와 스택에서 가장 아래의 금속 플레이트(6b)는 두 개의 스택된 어셈블리(4a, 4b)에 동시에 속하는 하나의 금속 플레이트로 이루어지고, 이것의 양측에 제1 및 제2 도관들(10a, 10b)이 위치된다.

전술한 단일 모듈의 경우에서와 같이, 두 개의 어셈블리(4a, 4b)로 이루어진 균일한 두께의 스택은 통합 케이싱(26) 내로 삽입되어 360°뒤덮이는데, 통합 케이스의 안쪽은 전술한 스택의 형상에 상호 보완적인 형상을 갖는다.

그 다음, 접촉하는 모든 요소의 확산 용접을 얻기 위해서, 전술한 바와 같은 고온 아이소스타틱 압축으로 이루어진 처리가 수행되어, 두 개의 스택된 단단하게 연결된 모듈(1a, 1b)을 얻을 수 있게 한다.

하나 또는 복수의 연결 채널이 유체 반전을 수행하기 위해 이들 모듈 상에 또한 제공될 수 있다. 이들 연결 채널은 바람직하게는 전술한 타입니다.

두 개의 모듈(1a, 1b)이 스택되는 이 경우는 도 11에 도시된 바와 같은 평행한 제1 및 제2 채널들(2a, 2b)을 사용하여, 또는 대안적으로 도 13에 도시된 바와 같은 서로 실질적으로 직교하는 제1 채널들(2a) 및 제2 채널들(2b)을 사용하여 수행될 수 있다. 후자의 설계는 두 개의 모듈을 각각 통과하는 유체들의 소위 교차 유동(intersecting flow)을 제공한다. 이것은 도관들(10a, 10b)을 이것들 각각의 스택된 어셈블리에 적합하게 배열함으로써 쉽게 얻어질 수 있다.

이들 모든 실시예는 두 개의 분리된 유체가 두 개의 모듈(1a, 1b)에서 각각 순환되는 애플리케이션에 관한 것이지만, 이들 모듈에서, 채널들(2a, 2b) 전부 또는 이들 중 단지 일부에서, 하나의 유체를 순환시키는 것만이 또한 고려될 수 있다.

도 14의 실시예에서, 유체는 도면의 제일 왼쪽 오리피스(22a)를 통해 모듈(1b)에 도입된다. 그 다음, 유체는 제2 모듈(1b)의 채널들(2b)에 남아 있으면서, 기계가공에 의해 얻어진 연결 채널들(32)과 폐쇄 플레이트들(34)을 사용하여 하나 또는 복수의 반전을 겪을 수 있다. 만약 동일물을 제2 채널들(2b) 중 하나와 그 위에 스택된 제1 채널(2a)에서 동시에 순환시키기로 결정되면, 연결 채널(32)은 문제의 두 개의 오리피스(22a, 22b) 간에, 바람직하게는 단일 모듈에서 연결 채널들(32)을 생성하기 위해 취해진 것과 유사한 방식으로, 생성된다. 그 다음, 폐쇄 플레이트(34)는 상기 연결 채널(32)을 밀봉하도록 배열되고, 따라서 모듈들의 형성을 가져오는 요소들의 스태킹 방향을 따라 연장한다. 도 14에 도시된 경우에 있어서, 두 개의 오리피스(22a, 22b) 각각은 연관된 모듈에서 바로 뒤따르는 채널에서 유체를 반전시키기 위한 연관된 연결 채널(32)을 또한 갖는다. 세 개의 채널(32)을 밀봉하기 위해, 단일 플레이트(34)가 문제의 네 개의 오리피스(22a, 22b)를 모두 커버할 수 있다. 이러한 식으로, 상기 플레이트(34)에 의해 커버된 것들 중 제일 왼쪽 오리피스(22b)를 통해 도착한 유체는, 세 개의 연결 채널(32)과 세 개의 오리피스(22a, 22b)를 뒤따라서, 세 개의 다른 채널(2a, 2b)에서 병렬로 분배된다. 그 다음 반전된 유체는 이들 세 개의 기본 채널(2a, 2b)에서 동일한 순환 방향으로 순환한다.

일반적으로, 모듈 어셈블리의 동일한 면의 임의의 두 개의 오리피스(22a, 22b) 간의 임의의 연결 채널이 고려될 수 있다.

물론, 스택된 모듈의 개수는 마주치는 요건에 따라서 두 개보다 많을 수 있다. 도 15의 실시예에 있어서, 교환기/반응기에 속하는 세 개의 모듈(1a, 1b, 1c)이 스택된다. 이 경우 중간 모듈(1b)은 발열 촉매 연소를 수행하기 위해 제공된, 바람직하게는 인서트 상의 촉매를 갖추지만, 중간 모듈의 양측에 배열된 두 개의 다른 모듈(1a, 1c)는 흡열 촉매 반응을 수행하기 위해 제공된, 또한 인서트들 상의 촉매를 갖출 수 있고, 따라서 중간 모듈(1b)과 단부 모듈들(1a, 1c) 간에 열 전달이 완전히 수행된다. 중간 모듈(1b)이 단부 모듈들(1a, 1c)에서 생산된 발열 촉매 연소에 의해 방출된 열을 추출하기 위해 흡열 촉매 연소를 수행하도록 제공된 촉매를 갖추는 반대 상황이 또한 고려될 수 있다.

따라서 단일 유체가, 유입 라인과 배출 라인 상에 각각 제공된 주입구와 배출구를 가진 두 개의 단부 모듈(1a, 1c)을 통과할 수 있다. 추가적 유체는 중간 모듈(1)에서 순환한다. 도 15의 중간 모듈(1b)에 대하여 도시된 바와 같이, 유체 반전들이 수행될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 단부 모듈들(1a, 1c)의 각 채널에 들어오는 유체는 연관된 모듈로부터 배출구로부터 채널로부터 빠져나가지만, 중간 모듈(1b)에서 유체는 복수의 반전을 겪기 전에 채널들 중 하나로 도입되고 모듈로부터 빠져나가기 전에 모듈의 모든 다른 기본 채널을 따라간다.

상기 도면들과 관련하여 설명된 방법을 사용하여 얻어질 수 있는 이러한 타입의 모듈 어셈블리에서, 여러 모듈의 채널들의 방향이 부닥치는 요건들에 따라서 또한 채택될 수 있다.

마지막으로, 도 16은 교환기/반응기가 모듈들(1)과 모듈들(1')을 교대로 포함하는 추가적인 대안을 도시한다. 전자는 발열 촉매 반응의 자리인 것으로 의도되고 후자는 흡열 촉매 반응의 자리인 것으로 의도되며, 또는 그 반대일 수 있다. 바람직하게는, 모듈들(1)은 전술한 방법에 의해 얻어지지만, 모듈들(1')은 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 알려진 플레이트들 같은 좀더 종래의 설계를 갖는다. 예시된 실시예에서, 분배 라인(50)은 모듈들(1)에 제1 유체를 공급하지만, 추가적인 분배 라인(52)은 모듈들(1')에 제2 유체를 공급한다. 또한, 배출 라인(54)은 모듈들(1)로부터 제1 유체를 회수하지만, 추가적인 배출 라인(56)은 모듈들(1')로부터 제2 유체를 회수한다.

다음 도면들을 참조하면, 도 1에 도시된 모듈(1)을 얻기 위한 추가적인 바람직한 구현 예를 볼 수 있다.

도 17에서, 도 2에 도시된 것과 유사한, 스택된 요소들의 어셈블리(4)가 도시되는데, 통합 케이싱은 제거되고 복수의 도관(10)의 양측에 각각 배열된 두 개의 측면 블록(26')으로 대체되었다. 이들 두 개의 스트립형 블록(26')은 두 개의 플레이트(6)(도 18에서 상측 플레이트는 명확화를 위해 생략됨) 각각에 받쳐지도록 위치되고, 접속 요소들(20)과 함께 복수의 도관(10)을 둘러싸는 4변형(quadrilateral)을 형성한다.

두 개의 블록(26') 중 하나는 복수의 도관들이 위치되는 공간 내부에 접근할 수 있게 하는 두 개의 오리피스(27)를 갖도록 천공되고, 각각의 오리피스는 튜브(29)를 갖춘다. 이들 튜브와 오리피스는 특히 금속 충전 물질을 형성하는 파우더의 차후 삽입을 위해 소용되는데, 그러한 물질이 어셈블리(4)에서 처음에는 고려되지 않기 때문이다.

어셈블리(4)의 구성 요소들 간의 용접 단계, 바람직하게는 TIG 용접이 도 19에 도시된 바와 같이 우선 수행된다. 이를 위해, 도관들의 단부들은 접속 요소들(20)에 용접되고, 차례차례 블록들(26')과 플레이트들(6)에 용접되고, 후자는 블록들(26')에 또한 용접된다.

그 다음, 도관들 사이에 남은 틈들을 채우기 위해서, 도 20에 도시된 바와 같이, 파우더가 튜브들(29) 중 하나를 통해 요소들(6, 20, 26')에 의해 한정된 둘러싸인 공간으로 삽입된다. 따라서 상기 파우더는 금속 충전 물질을 형성하고, 상기 공간에서 최상의 가능한 분배를 보장하기 위해 어셈블리(4)는 진동 테이블(31) 상에 수직으로 위치된다.

그 다음 튜브들(29)을 또한 사용하여 어셈블리(4)에 거의 12시간 동안 진공이 적용되고, 튜브들은 그 다음 밀봉되고, 어셈블리(4)가 고온 아이소스타틱 압축 단계를 겪기 전에 도 21에 도시된 바와 같이 구부러진다. 이것은 다음 프로토콜에 따라서 시행될 수 있다:

고온 아이소스타틱 압축 단계 후에, 어셈블리(4)의 외면들 상에서 관찰된 변형들이 기계가공에 의해 수리 또는 복원될 수 있다.

그 다음 폐쇄 플레이트들(34)이 도 8 및 도 9와 관련하여 전술한 것에 상당하는 방식으로 요소(20) 상에 위치된다. 이러한 식으로, 도 22는 얻어진 모듈(1)을 나타내고, 여기서 폐쇄 플레이트들(34)은 각각 두 개의 바로 연이은 도관을 연결하는데, 이것은 동일물을 연속하여 연결하기 위함이다. 따라서 모듈을 통과하는 유체는 제1 도관에 들어가서 마지막 도관으로부터만 나온다.

이 예에서, 각각의 폐쇄 플레이트(34)는 한정된 연결 채널과 접속하는 도관(37)을 갖추고, 상기 도관은 온도를 모니터하기 위한 열전대(thermocouple)의 삽입을 가능하게 한다.

명백히, 제한적이지 않은 실시예들로서 전술한 발명에 대한 여러 변형이 당해 기술분야의 숙련된 자들에 의해 가능하다. 특히, 상술된 모든 특징은 예상되는 임의의 바람직한 구현 예에 적용을 위해 적합하다.

1: 열교환기 시스템 모듈, 2: 유체 순환 채널, 4: 스택된 요소 어셈블리, 6: 금속 플레이트, 8: 금속 충전 물질, 10: 금속 도관, 20: 접속 요소, 22: 관통 오리피스, 26: 통합 케이싱, 32: 연결 채널, 34: 폐쇄 플레이트, 36: 통합 케이싱

Claims (9)

1. 일렬의 유체 순환 채널들(2)이 횡단하는 적어도 하나의 모듈(1)을 포함하는 열교환기 시스템을 생산하는 방법으로서, 상기 모듈의 구현은,
   - 복수의 금속 도관(10)을 병렬로 포함하는 어셈블리(4)를 형성하는 것으로서, 각각의 도관은 이것의 내부 공간(16)으로 상기 유동 순환 채널들(2) 중 하나를 형성하고, 상기 도관들은 두 개의 금속 플레이트(6, 6) 사이에 배열되고, 바로 연이은 도관들과 상기 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들(17)은 금속 충전 물질(8)에 의해 채워지고, 상기 어셈블리(4)는 두 개의 금속 접속 요소(20, 20)를 또한 포함하고, 이들 중 하나에는 도관들의 두 개의 단부 중 하나를 각각 수용하는 복수의 관통 오리피스(22)가 제공되고, 다른 하나에는 도관들의 두 개의 단부 중 다른 하나를 각각 수용하는 복수의 관통 오리피스(22)가 제공됨; 및
   - 상기 도관들(10)의 상기 금속 충전 물질(8), 상기 플레이트들(6, 6) 및 상기 두 개의 금속 접속 요소(20, 20)와의 확산 용접을 얻기 위해 상기 어셈블리(4)를 처리하는 것;
   에 의해 시행되는 열교환기 시스템 생산 방법.
2. 제1항에 있어서, 두 개의 바로 연이은 오리피스(22) 간에 연결 채널(32)을 형성하기 위해서 이들 두 개의 오리피스 사이에서 두 개의 금속 접속 요소(20) 중 하나 상에 금속 제거가 수행되고, 상기 두 개의 바로 연이은 오리피스 간의 상기 연결 채널(32)을 밀봉하기 위해 폐쇄 플레이트(34)가 문제의 상기 접속 요소(20) 상에 위치되는 열교환기 시스템 생산 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어셈블리(4)는 통합 케이싱(26)을 또한 포함하여 어셈블리의 나머지가 상기 통합 케이싱에 삽입되도록 구현되고, 상기 처리의 시행은 상기 케이싱(26)의 어셈블리의 나머지와의 확산 용접을 또한 가져오는 열교환기 시스템 생산 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기 시스템은 일렬의 제1 유동 순환 채널들(2a) 및 일렬의 제2 유동 순환 채널들(2b)이 각각 횡단하는 적어도 하나의 제1 및 제2 스택된 모듈(1a, 1b)을 한 피스로 포함하고, 상기 제1 및 제2 모듈들의 구현은,
   - 복수의 제1 금속 도관(10a)을 병렬로 포함하는 제1 어셈블리(4a)를 형성하는 것으로서, 각각의 제1 도관은 이것의 내부 공간으로 상기 제1 유체 순환 채널들(2a) 중 하나를 형성하고, 상기 제1 도관들(10a)은 두 개의 제1 금속 플레이트(6a, 6a) 사이에 배열되고, 바로 연이은 제1 도관들과 상기 제1 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들은 제1 금속 충전 물질(8a)에 의해 채워짐; 그리고 복수의 제2 금속 도관(10b)을 병렬로 포함하는 제2 어셈블리(4b)를 형성하는 것으로서, 각각의 제2 도관은 이것의 내부 공간으로 상기 제2 유체 순환 채널들(2b) 중 하나를 형성하고, 상기 제2 도관들(10b)은 두 개의 제2 금속 플레이트(6b, 6b) 사이에 배열되고, 바로 연이은 제2 도관들과 상기 제2 금속 플레이트들에 의해 한정되는 공간들은 제2 금속 충전 물질(8b)에 의해 채워지고, 상기 제2 어셈블리는, 동일한 플레이트로 이루어진 제1 금속 플레이트(6a) 및 제2 금속 플레이트(6b)가 제1 및 제2 도관들 사이에 위치되게, 제1 어셈블리 상에 스택됨; 및
   - 상기 제1 도관들(10a)의 상기 제1 금속 충전 물질(8a) 및 상기 제1 플레이트들(6a, 6a)과의 확산 용접, 그리고 상기 제2 도관들(10b)의 상기 제2 금속 충전 물질(8b)과 상기 제2 플레이트들(6b, 6b)과의 확산 용접을 얻기 위해 상기 제1 및 제2 스택된 어셈블리들(4a, 4b)을 동시 처리하는 것;
   에 의해 시행되는 열교환기 시스템 생산 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리는 고온 아이소스타틱 압축인 열교환기 시스템 생산 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 고온 아이소스타틱 압축은 약 1040℃의 온도와 약 1200bar의 압력에서 약 2시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 열교환기 시스템 생산 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관들(10)은 스테인리스강으로 만들어지고 상기 금속 충전 물질(8)과 상기 플레이트들(6, 6)은 고 열전도도를 가진 합금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 열교환기 시스템 생산 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 충전 물질(8)은 상기 어셈블리 처리 단계 전에 금속 파우더로 만들어지는 것을 특징으로 하는 열교환기 시스템 생산 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 순환 채널들(2) 중 적어도 하나는 인서트를 갖추고, 상기 인서트는 바람직하게는 상기 채널 내부에 촉매 화학 반응을 가능하게 하는 촉매로 적어도 부분적으로 코팅된 금속으로 만들어진 것을 특징으로 하는 열교환기 시스템 생산 방법.

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