KR20120051685A - 열 교환기 및 제작 방법 - Google Patents

열 교환기 및 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120051685A
KR20120051685A KR1020127003687A KR20127003687A KR20120051685A KR 20120051685 A KR20120051685 A KR 20120051685A KR 1020127003687 A KR1020127003687 A KR 1020127003687A KR 20127003687 A KR20127003687 A KR 20127003687A KR 20120051685 A KR20120051685 A KR 20120051685A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layers
core
plate
heat exchanger
layer
Prior art date
Application number
KR1020127003687A
Other languages
English (en)
Inventor
나탈리 비. 레빙스
니콜라스 제이. 나굴니
마이클 알. 엘러
Original Assignee
록히드 마틴 코포레이션
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 록히드 마틴 코포레이션 filed Critical 록히드 마틴 코포레이션
Publication of KR20120051685A publication Critical patent/KR20120051685A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • 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
    • F28D9/0062—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 spaced plates with inserted elements
    • 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
    • F28D9/0081—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 a single plate-like element ; the conduits for one heat-exchange medium being integrated in one single plate-like element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/226—Transversal partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/06—Fastening; Joining by welding
    • F28F2275/062—Fastening; Joining by welding by impact pressure or friction welding
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • 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

Abstract

제 1 유체와 제 2 유체 사이에서 열을 교환하기 위한 하이브리드 플레이트핀 열 교환기가 개시된다. 하이브리드 플레이트 핀 열 교환기는 다수의 플레이트를 포함하며, 각 플레이트는 제 1 유체를 운송하기 위한 채널들을 포함한다. 핀들은 각 플레이트에 경납땜되며, 여기서 핀들이 제 2 유체를 위한 다수의 흐름 채널들을 정의한다. 플레이트들은 경납땜된 영역들이 작동 동안에 제 1 유체로부터 유체적으로 격리되는 방식으로 마찰 교반 용접을 통해 서로 연결된다. 결과적으로, 본 열 교환기는 경납땜 영역에 부식을 일으키는 바닷물 또는 지열 유체와 같은 제 1 유체를 사용하는 적용들에 사용하기 적합하다.

Description

열 교환기 및 제작 방법{HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MAKING}
본 발명은 전반적으로 열 교환기에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 해양 열 에너지 변환 시스템에 관한 것이다.
해양 열 에너지 변환("OTEC")은 대양과 같이 대형 수역에서 깊은 물과 얕은 물 사이에 존재하는 온도 차이에 기초해서 전기를 만들어 내는 방법이다. OTEC 시스템은 상대적으로 따뜻한 얕은 물과 상대적으로 차가운 깊은 물 사이에서 열에 의해 연결된 열 기관(즉, 온도 차이에 기초해 전기를 발생시키는 열역학 장치 또는 시스템)을 이용한다.
OTEC에 적합한 열 기관 중 하나는 저압 터빈을 이용하는 랜킨 사이클에 기초한다. 낮은 비등점을 특징으로 하는 "작동 유체"(예를 들어, 암모니아)를 함유하는 폐쇄 루프 도관은 작동 유체가 기화되는 제 1 열 교환기에서 따뜻한 바닷물과 열을 통해 연결된다. 팽창하는 증기는 터빈 발전기를 구동시키는 터빈을 강제로 통과하게 된다. 터빈을 빠져나온 후, 기화된 작동 유체는 폐쇄 루프 도관이 차가운 물과 열을 통해 연결된 제 2 열 교환기에서 다시 액체 상태로 응결된다. 그리고는 응결된 작동 유체는 시스템 안에서 재사용된다.
OTEC 시스템은 기술적으로 실행 가능하다고 밝혀져 왔지만, 이들 시스템의 기본 비용이 높아 상업화가 좌절되어 왔다. 열 교환기는 OTEC 시설의 기본 비용의 두 번째로 큰 기여자이다(첫 번째는 연안에 정박되는 선박 또는 플랫폼의 비용이다). 따라서, OTEC 시설에 요구되는 거대한 열 교환기의 최적화는 매우 중요하며 OTEC 기술의 경제적인 실행 가능성에 주요한 영향을 줄 수 있다.
가장 효율적인고 비용 효율이 높은 유형의 공업용 열 교환기 중 하나는 플레이트 핀 열 교환기이다. 플레이트 핀 열 교환기는 (높은 핀 패킹 밀도 가능성 때문에) 종래의 튜브앤쉘 방식, 플레이트 프레임, 등과 같은 다른 유형의 열 교환기들과 비교할 때 좀더 높은 표면적을 가질 수 있다. 결과적으로, 플레이트 핀 열 교환기는 보다 높은 열 이동 효율을 가질 수 있는데, 이 때문에 이 열 교환기는 OTEC과 같이 높은 유체 유량을 필요로 하지만 낮은 온도 차이로 특징지어지는 적용들에 사용하기 위한 매력적인 후보가 된다.
가장 효율이 높은 플레이트 핀 열 교환기 중 하나는 경납땜된 알루미늄 플레이트 핀 열 교환기인데, 이는 좋은 열 전도성을 가진 재질들로 만들어진 다층의 알루미늄 핀들과 플레이트들을 포함한다. 핀과 플레이트들은 납땝을 이용해 포개지고 연결되어 유체를 운송하기 위한 교차 통로들을 형성한다. 작동시, 온도가 다른 유체들이 교차 통로를 통과하고 열 에너지가 핀과 플레이트 재질들을 통해 유체 사이에서 이동된다.
경납땜은 기계적인 요소들을 연결하기 위한 잘 알려진 저렴한 공정이다. 납땜과 유사하다; 그러나, 경납땜은 전통적인 땜납(~250 내지 300℃)에 비해 더 높은 용융 온도(일반적으로 ≥450℃)를 갖는 경납 재료를 사용한다. 많은 적용들에서, 경납이 보다 높은 구조 강도를 갖기 때문에 경납땜이 납땜보다 선호된다. 사실, 경납땜된 연결부는 종종 높은 온도에서도 거의 경납땜이 연결하는 부분들만큼이나 강하다.
게다가, 원하는 경납땜 연결부에 경납 재질을 놓으며 조립체들을 배치함으로써 많은 경납땜된 연결부들을 포함하는 완벽한 조립체들을 동시에 경납땜할 수 있다. 그리고 나서, 전체 배치를 동시에 가열하면, 경납 재질이 인접한 요소들로 녹고 용해된다. 결과적으로, 경납땜의 사용은 용융 용접 등과 같은 많은 다른 연결 기술들에 비해 상당한 비용상의 이점들을 제공한다.
유감스럽게도, 경납땜된 연결부는 바닷물, 지열 유체, 광천수, 오염된 물, 염수 분무와 같은 전기 전도성이 높은 매체에 노출될 때 전기 부식되기가 매우 쉽다. 일반적인 경납땜 공정은 모재(기본) 금속이 연결되는 경우보다 낮은 용융 온도를 갖는 필러 알루미늄 합금을 사용한다. 이와 같이 필러 금속은 모재 금속과는 다른 화학적 구성과 전위를 갖는다. 따라서, 유사하지 않은 금속들은 연결부에 전기 셀을 만든다. 연결부에서의 전기 작용은 금속 이동(즉, 부식)을 유발한다. 전도성 매체(예를 들어, 바닷물)가 존재할 때, 연결부에서의 전기 작용이 높아지고, 이는 연결부의 저하를 가속화한다. 게다가, 전기 부식 관련 저하 때문에 나빠진 경납땜된 연결부들은 보통 확실하게 또는 비용상 효율적으로 쇄신될 수 없다.
이 건은 2009년 7월 17일에 출원되었으며 참조를 통해 포함되는 미국 특허 가출원 번호 제 61/226,487 호(대리인 서류: 711-285US)의 우선권을 주장한다. 만일 이 건의 청구항 해석에 영향을 줄 수 있는, 이 출원과 하나 또는 그 이상의 참조를 통해 포함되었던 건들 사이에 언어상의 모순이나 불일치가 있다면, 이 건의 청구항은 이 건의 언어와 일치하도록 해석되어야 한다.
본 발명은 선행 기술의 비용과 단점들 중 일부를 감소시킨 플레이트 핀 열 교환기를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 특히 OTEC 시스템에 사용하기에 적합하다; 그러나, 본 발명에 따르는 실시예들은 원자로, 화학 공장 등과 같은 다른 열 교환기 적용에서 사용하기에도 적합하다.
본 발명의 실례적인 실시예는 다수의 플레이트를 포함하는 열 교환기 코어를 포함하는데, 각각의 플레이트는 열 교환기를 통해 바닷물을 운송하기 위한 다수의 흐름 채널들을 갖는다. 플레이트들 사이에는 집합적으로 열 교환기를 통해 작동 유체를 운송하기 위한 흐름 채널들을 형성하는 핀 층들이 개재된다.
선행 기술처럼, 핀들은 경납땜 공정을 이용해 플레이트들에 연결된다. 선행 기술과는 대조적으로, 본 발명은 경납땜된 연결부를 바닷물로부터 유체적으로 격리하는 밀봉을 제공한다. 이 밀봉들은 전기 내부식성 연결부를 형성하며 플레이트들과 끝단에 위치하는 표면 시트를 연결함으로써 코어의 각 끝단에 형성된다. 경납땜된 영역이 바닷물에 노출되지 않기 때문에, 경납땜된 연결부의 부식이 경감된다.
몇몇 실시예에서는, 플레이트들과 표면 시트들이 동일한 재질로 구성되며, 전기 내부식성 연결부들이 마찰 교반 용접된다. 따라서, 연결부가 유사하지 않은 금속들을 포함하지 않기 때문에 연결부의 전기 내부식성이 향상된다.
몇몇 실시예에서는, 코어의 각 끝단에서 코어의 각 플레이트가 개별적으로 표면 시트에 연결되어 집합적으로 밀봉을 정의한다. 이 실시예들 중 일부에서는, 플레이트들이 표면 시트에서 핀 층들을 너머로 연장되어 표면 시트와 핀 층 각각이 유체들 사이의 트래핑(trapping)을 억제할 만큼 충분한 간격만큼 분리된다. 따라서, 이러한 실시예들에서는, 틈 부식이 경감된다.
몇몇 실시예에서는, 부분적으로 경납 재질로 덮인 바(bar)가 플레이트들 사이에 개재되고 덮인 부분들이 코어의 내부를 향해 놓이도록 배치된다. 하나의 바가 코어의 각 끝단에 놓인다. 바와 플레이트들이 우선 각 바의 덮인 부분을 그에 인접하는 플레이트 각각에 경납땜에 의해 연결된다. 경납땜 후, 바의 덮이지 않은 부분들이 플레이트들에 마찰 교반 용접된다. 결과적으로, 코어의 전체 외부 표면이 경납땜 연결부가 없는 상태가 된다. 코어의 각 끝단에서, 플레이트들과 바들은 집합적으로 경납땜 연결부가 없는 끝단 표면을 정의한다. 그리고 나서, 코어의 각 끝단 표면이 표면 시트에 마찰 교반 용접되어 밀봉을 정의한다.
몇몇 실시예에서는, 열 교환기가 다수의 코어를 포함하는데, 코어 각각은 제 1 끝단 및 제 2 끝단을 갖는다. 제 1 끝단들 각각은 제 1 표면 시트에 연결되고 제 2 끝단들 각각은 제 2 표면 시트에 연결된다. 결과적으로, 본 발명이 열 큰 용량의 열 교환기를 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예는: 제 1 코어를 포함하는데, 여기서 제 1 코어는 제 1 유체를 운송하기 위한 제 1 채널을 포함하는 제 1 층과, 제 1의 다수의 흐름 채널들을 정의하는 다수의 핀들을 포함하는 제 2 층을 포함하며, 여기서 제 2 층은 제 1 층에 경납땜되며; 코어의 제 1 끝단에 위치하는 제 1 플레이트를 포함하는데, 여기서 제 1 플레이트와 제 1 코어의 제 1 끝단이 전기 내부식성 연결부인 제 1 연결부를 통해 연결되며; 제 1 코어의 제 2 끝단에 위치하는 제 2 플레이트를 포함하는데, 여기서 제 2 플레이트와 제 1 코어의 제 2 끝단이 전기 내부식성 연결부인 제 2 연결부를 통해 연결된다.
도 1은 선행 기술에 따른 플레이트 핀 열 교환기의 개략도를 묘사한다.
도 2는 선행 기술에 따른 열 교환기 코어의 일부분을 묘사한다.
도 3은 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 열 교환기를 묘사한다.
도 4는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 열 교환기의 제작에 적합한 방법의 작동들을 묘사한다.
도 5는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 열 교환기 코어의 사시도의 개략도를 묘사한다.
도 6A는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 층 504의 상면도를 묘사한다.
도 6B는 본 발명의 첫 번째 대안적인 실시예에 따른 열교환기 코어의 상면도를 묘사한다.
도 7A는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 표면 시트의 개략도를 묘사한다.
도 7B는 코어 302와 연결된 후의 표면 시트 306의 개략도를 묘사한다.
도 7C는 코어 302와 연결된 후의 표면 시트 306의, 도 7B의 a-a 라인에 따른 단면도의 개략도를 묘사한다.
도 8은 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 표면 시트와 열 교환기 코어를 연결하기에 적합한 하위 방법의 작동들을 묘사한다.
도 9A와 9B는 각각 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 완전히 조립된 열 교환기의 바닷물 주입 끝단과 배출 끝단 각각의 단면도의 개략도를 묘사한다.
도 10은 본 발명의 두 번째 대안적인 실시예에 따른 열 교환기 코어의 사시도의 개략도를 묘사한다.
도 11은 바 1002의 사시도의 개략도를 묘사한다.
도 12는 본 발명의 두 번째 대안적인 실시예에 따른 열 교환기 코어를 형성하기에 적합한 방법의 작동을 묘사한다.
도 1은 선행 기술에 따른 플레이트 핀 열교환기의 개략도를 묘사한다. 열교환기(100)는 코어(102)와, 제 1 유체 주입구(104)와, 매니폴드(manifold)들(106, 108, 114, 그리고 116)과, 제 1 유체 배출구(110)와, 제 2 유체 주입구(112)와, 제 2 유체 배출구(118)를 포함한다.
작동시, 열 교환기(100)가 매니폴드 106과 유체적으로 결합된 제 1 유체 주입구(104)에서 제 1 유체를 받는다. 매니폴드 106이 제 1 유체를 코어(102) 내에 정의된 x 방향과 나란한 다수의 흐름 채널들에 분배한다. 코어(102)를 통과한 후, 제 1 유체는 매니폴드 108에 수집되고 제 1 유체 배출구(110)로 공급된다.
유사한 방식으로, 열 교환기(100)가 매니폴드 112와 유체적으로 결합된 제 2 유체주입구(112)에서 제 2 유체를 받는다. 매니폴드 112가 제 2 유체를 코어(102) 내에 정의된 y 방향과 나란한 다수의 흐름 채널들에 분배한다. 코어(102)를 통과한 후, 제 2 유체는 매니폴드 116에 수집되고 제 2 유체 배출구(118)로 공급된다.
도 2는 선행 기술에 따른 열 교환기 코어의 일부분을 묘사한다. 코어(102)는 분리 시트들(202)과, 핀들(204)과, 간격 바들(208)을 포함한다.
분리 시트들(202)은 핀들(204 및 206)이 연결되는 열 전도성 재질로 된 얇은 층들이다. 핀들(204 및 206)은 경납땜 연결부들(210)을 통해 분리 시트들(202)에 연결된다. 티타늄, 구리-니켈 합금들, 그리고 알루미늄을 포함한 많은 재질들이 분리 시트들(202)과 핀들(204 및 206)에 사용하기 위해 고려되어 왔다. 그러나, OTEC 적용들을 위해서는 알루미늄(또는 몇몇의 그 합금들)이 일반적으로 이 요소들을 위해 사용되는데 왜냐하면 가볍고 또한 낮은 비용으로 암모니아와 바닷물(가장 일반적으로 사용되는 제 1 및 제 2 유체)과의 양호한 공존 가능성을 제공하기 때문이다.
핀들 204는 코어(102)를 통해 제 1 유체를 운송하는 흐름 채널들 212를 정의한다. 핀들 206은 코어(102)를 통해 제 2 유체를 운송하는 흐름 채널들 214를 정의한다. 핀들 204는 x 방향을 따르며 핀들 206은 y 방향을 따른다. 따라서, 열 교환기(100)는 교차 흐름 열 교환기로 작동한다.
간격 바들(208) 역시 분리 시트들(202)에 경납땜 된다. 간격 바들(208)은 채널들(212 및 214)의 범위를 정의하고 또한 z 방향을 따라 채널들의 차원을 결정한다.
제 1 및 제 2 유체가 코어(102)를 통과하는 동안, 분리 시트들(202)과 핀들(204)의 재질들을 통과하는 유체들 사이에서 열이 교환된다.
비록 열 교환기(100)와 같은 경납땜 된 알루미늄 핀 플레이트 핀 열 교환기들이 우수한 열 이동 효과를 제공하고 낮은 비용으로 제작 가능하다 할지라도, 경납땜된 연결부들(210)이 OTEC 적용들에의 적용 가능성을 제한한다. 위에서 논의한 바와 같이, 경납땜 된 연결부를 형성하기 위해 사용되는 경납 재질은 연결되는 재질보다 낮은 용융점을 가져야 한다. 이러한 더 낮은 용융점에 이르기 위해서, 경납 재질의 구성은 연결되는 재질들의 그것과는 다르다. 결과적으로, 경납땜 된 연결부들은 특히 바닷물과 같은 전기적 전도성 물질이 있을 때 전기 부식되기 쉬운 유사하지 않은 금속들을 반드시 포함해야 한다. 결과적으로, 지금까지 이러한 열 교환기는 OTEC 시스템에 일반적으로 사용되지 않아 왔다.
본 발명은 동시에 경납땜 공정을 이용하여 낮은 비용의 열 교환기 코어를 형성하면서 높아진 전기 부식을 경감시키거나 극복하는 수단을 제공한다. 선행 기술과 같이, 본 발명은 핀들과 플레이트들을 결합해 열 교환기 코어를 형성하기 위해 경납땜을 필요로 한다. 그러나, 선행 기술과는 반대로, 본 발명은 표면 시트를 열 교환기 코어 끝단에 연결하기 위해 마찰 교반 용접을 이용하며, 이렇게 해서 경납땜 된 연결부들을 바닷물 노출로부터 유체적으로 격리시키는 밀봉을 만든다.
도 3은 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 열 교환기를 묘사한다. 열 교환기(300)는 열 교환기 코어들(302-1 및 302-2)과, 쉘(304)과, 표면 시트들(306-1 및 306-2)와, 바닷물 주입 포트(308)와, 바닷물 배출 포트(310)와, 작동 유체 주입구(312)와, 작동 유체 배출구(314)와, 그리고 배플들(316)을 포함한다.
도 4는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 열 교환기 제작에 적합한 방법의 작동들을 묘사한다. 방법(400)은 작동 401로 시작되는데, 여기서 코어들(302-1 및 302-2)이 배열되어 열 교환기 코어(302)를 형성한다. 방법(400)은 도 3을 지속적으로 참고하고 도 5 내지 9를 참고로 하여 기술된다.
도 5는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 열 교환기 코어의 사시도의 개략도를 묘사한다. 열 교환기 코어(302)는 층들 502-1 내지 502-3(집합적으로 층들 502라 한다)과, 층들 504-1 내지 504-2(집합적으로 층들 504라 한다)을 포함한다. 열 교환기 코어(302)는 열 교환기 코어들(302-1 및 302-2) 각각의 대표이다.
층 502와 504는 인접한 각 쌍의 층들 502 사이에 층 504가 개재되도록 교차 배치로 포개진다. 예를 들어, 층들 502-1 및 502-2 사이에 층 504-1이 개재된다.
코어들(302-1 및 302-2)(집합적으로 코어들(302)이라고 한다) 각각은 바닷물과 암모니아와 같은 작동 유체 사이에서 열을 운송하기에 적합한 열 교환기 코어이다. 코어들(302-1 및 302-2)은 대체로 동일한 코어들(302)이다. 몇몇 실시예에서는, 코어들(302-1 및 302-2)이 다른 설계 특징들을 갖는다.
각 층 502는 각 층을 통해 바닷물을 운송하기 위한 다수의 흐름 통로들 506을 포함하는 압출된 알루미늄 합금 플레이트이다. 각 층 502는 그 상부와 하부 표면(도 5에 미도시)에 놓인 경납 재질 층을 더 포함한다. 바람직하게, 층들 502는 열 교환기(300)의 전기 부식을 경감하기 위해 표면 시트들(306)과 동일한 재질을 포함한다. 통로들 506은 코어(302)의 제 1 끝단(512)에 바닷물 주입구(508)를 그리고 코어(302)의 제 2 끝단(514)에 바닷물 배출구(510)를 집합적으로 정의한다. 단지 본보기를 목적으로 층들이 다섯 개의 흐름 채널들(508)을 갖는 것으로 묘사된다는 점에 주의해야 한다. 당업자는 이 명세서를 읽고 나면 하나 또는 그 이상의 층들(502)이 흐름 채널들을 어떤 타당한 개수만큼이라도 포함할 수 있으며, 단 하나의 채널도 해당된다는 것을 알 것이다.
각 층 504는 코어(302)를 통해 작동 유체를 운송하기 위한 다수의 흐름 채널들을 집합적으로 정의하는 핀들(516)의 배치이다.
도 6A는 본 발명의 실례적인 실시에에 따른 층 504의 상면도를 묘사한다. 층 504는 물결 모양으로 주름 잡힌 알루미늄 핀들인 핀들(516)을 포함한다. 핀들(516)은 다수의 흐름 채널들(602)을 집합적으로 정의한다. 물결 주름들(604)은 작동 유체가 흐름 채널들(604)을 통과할 때 작동 유체의 흐름에 난류를 유발시켜 열 교환기 내 열 이동을 용이하게 한다. 게다가, 물결 주름들(604)은 코어(302)의 기계적 강도를 상승시킨다.
흐름 구역(606)에서, 핀들(516)은 서로 대체로 평행하게 배열되며 축(522)에 평행한 대체로 똑바른 경로를 정의한다. 결과적으로, 층들 502 및 504는 대체로 평행한 흐름 배치로 배열되는데, 여기서 바닷물과 작동 유체가 축(522)과 나란한 방향을 따르는 동일한 방향으로 흐른다. 몇몇 실시예에서는, 바닷물과 작동 유체가 축(522)과 나란한 방향을 따르는 방향과 반대로 흐른다. 몇몇 실시예에서는, 핀들(516)이 흐름 채널들(506)과 대체로 직각이며 코어(302)는 교차 흐름 배치로 배열된다. 몇몇 실시예에서는, 핀들(516)이 물결 모양 주름이 잡히지 않는다.
제 1 끝단(512) 가까이에서, 핀들(516)이 집합적으로 작동 유체 입구들(518) 쌍을 정의한다. 제 2 끝단(514) 가까이에서, 핀들(516)이 집합적으로 작동 유체 출구들(520) 쌍을 정의한다. 핀들(516)과, 작동 유체 입구들(518)과, 그리고 작동 유체 출구들(520)은 축(522)에 대해 대칭적으로 분배되어 각각의 흐름 채널로의 작동 유체 분배와 관련된 압력 하락을 경감시킨다. 몇몇의 실시예에서는, 핀들(516)에 의해 정의된 모든 흐름 채널은 하나의 작동 유체 입구(518)로부터 공급받고 하나의 작동 유체 출구(520)에서 종료된다. 몇몇의 실시예에서는, 핀들(516)이 알루미늄 외 다른 재질을 포함한다. 바람직하게, 핀들(516)은 높은 열 전도성과 열 교환기(300)에 의해 운송되는 작동 유체에 대한 양호한 내구성을 갖는 재질을 포함한다.
제 1 끝단(512)과 제 2 끝단(514) 각각에서, 층들 502는 축(512) 방향을 따라 층들(504)을 넘어 거리 d1만큼 돌출된 돌출부들(524)을 포함한다. 돌출부들(524)은 마찰 교반 용접과 같은 전기 내부식성 연결부를 통해 표면 시트들(306-1 및 506-2) 각각에 층들(502)을 연결하기 용이하게 한다. 몇몇 실시예에서는, d1의 값이 핀들(516)과 표면 시트들 사이의 오염 트래핑을 경감시키는 간격만큼 층들 504와 표면 시트들(306-1 및 506-1)이 확실히 분리되도록 선택된다.
도 6B는 본 발명의 첫 번째 대안적인 실시예에 따른 열 교환기 코어의 상면도를 묘사한다. 열 교환기 코어(608)는 본 발명에 따르는 핀들(516) 층의 많은 대안적인 배치들 중 하나의 예를 보여준다. 당업자는 이 발명을 읽고나면 핀들(516)이 코어(302)를 흐르는 바닷물과 작동 유체 사이의 허용 가능한 열 이동을 얻기 위한 몇 가지의 다양한 방법들 중 어떤 방법으로도 배치될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 핀들(516)은 흐름 채널들(506)에 대해 평행 흐름 배치, 역 흐름 배치, 교차 흐름 배치 등등으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 열 교환기(608)는 교차 흐름 배치를 보여준다. 핀들(516)은 네 개의 흐름 영역들(610)로 배열되는데, 여기서 핀들이 흐름 채널들(604)을 정의한다. 핀들(516)은 흐름 채널들 604가 흐름 채널들 506에 대체로 수직이 되도록 배열된다. 또한, 흐름 영역(610) 각각은 작동 유체 입구(518)와 작동 유체 출구(520)를 포함한다.
열 교환기 코어(608)는 작동 유체가 여러 지점에서 층들(608)로 들어가고 거기서 나오는 것이 가능하도록 한다. 작동시, 배플들은 일반적으로 A와, B와, C지점에 포함되어 코어(608)의 외부 면을 따르는 작동 유체의 흐름을 차단한다. 배플들은 작동 유체가 코어(608)를 통과하는 동안 흐름 경로(612)를 확실하게 따르도록 한다. 달리 말해서, 배플들은 작동 유체가 흐름 경로(612)를 따라 코어(608)를 "누비며" 들어가고 나오도록 작동 유체를 안내한다.
이제 본 발명의 실례적인 실시예로 돌아가, 작동 402에서는, 층들(502)의 상하부 면에 놓인 경납 재질을 녹이기 위해 포개진 층들(502 및 504)이 경납땜 오븐에서 가열된다. 경납 재질은 종래 방식으로 각층(504)의 핀들(516)을 인접한 해당 층들(502) 각각에 연결시킨다. 그리고 나서 연결된 구조는 냉각되어 층들(502 및 504)이 꽤 단단한 구조를 형성한다. 몇몇 실시예에서는, 층들(502 및 504)를 연결하는 데 용융 용접이 사용된다.
비록 실례적인 실시예가 두 개의 층들 504을 사이에 개재시키고 있는 세 개의 층들 502를 포함하지만, 이 명세서를 읽은 당업자에게는 열 교환기 코어가 층들 502와 층들 504를 아무 개수나 포함할 수 있는 본 발명의 대안적인 실시예를 명시하고, 만들고, 사용하는 방법이 명확할 것이다. 게다가, 이 명세서를 읽고 나면, 열 교환기 코어의 한쪽 또는 양쪽 외부 층들이 층들 502와 504 중 어느 것이라도 될 수 있다는 것이 명확할 것이다.
작동 403에서는, 배플들(316)이 코어들(302-1 및 302-2)에 장착된다. 제 1 배플(316)은 작동 유체 입구들(518)이 제 1 배플과 제 1 끝단(512) 사이에 놓이도록 배치된다. 제 2 배플(316)은 작동 유체 출구들(520)이 제 2 배플과 제 2 끝단(514) 사이에 놓이도록 배치된다. 배플들(316)은 작동 유체가 쉘(304)을 통과하는 동안 작동 유체를 코어들(302) 안으로 들어가게 하고 코어들을 통과하게 하는 종래의 배플들이다. 달리 말해서, 배플들(316)은 코어들(302)의 외부를 따르는 작동 유체의 흐름을 차단한다. 결과적으로, 배플들(316)과, 쉘(304)과, 작동 유체 주입구(312)가 집합적으로 코어들(302) 각각에 작동 유체를 제공하기 위한 매니폴드를 정의한다. 유사한 방식으로, 배플들(316)과, 쉘(304)과, 작동 유체 배출구(314)가 집합적으로 코어들(302) 각각으로부터 작동 유체를 받기 위한 매니폴드를 정의한다.
작동 404에서는, 쉘(304)이 코어들(302-1 및 302-2) 주위에 배치된다.
쉘(304)은 코어들(302-1 및 302-2)를 담기 위한 원통형 구역이다. 쉘(304)은 작동 유체의 흐름이 쉘(304) 내부로 들어가거나 쉘 내부로부터 나오는 것을 가능하게 하는 작동 유체 주입구(312)와, 작동 유체 배출구(314), 그리고 코어들(302-1 및 302-2)을 포함한다. 쉘(304)은 배치 위치에서 작동하는 동안 열 교환기(300)에 가해지는 압력을 견뎌내기에 적합한 재질로 만들어진다. 비록 실례적인 실시예 열 교환기(300)가 원형 단면을 갖는 쉘을 포함하고 있지만, 이 명세서를 읽고 난 당업자에게는 정사각형, 직사각형, 타원형, 또는 불규칙한 형태와 같이 원형 외의 단면 형태를 갖는 쉘을 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예를 명시하고 만들고 사용하는 방법이 명확할 것이다. 이 명세서를 읽고 나면 당업자에게 쉘(304)을 명시하고 만들고 사용하는 방법이 명확할 것이다.
작동 405에서는, 표면 시트들(306-1 및 306-2)이 전기 내부식성 연결부들을 통해 코어(302-1 및 302-2)와 연결된다.
도 7A는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 표면 시트의 개략도를 묘사한다. 표면 시트(306)는 표면 시트들(306-1 및 306-2) 각각의 대표이다.
표면 시트(306)는 열 교환기(300)를 통해 운송되는 바닷물과 작동 유체들 각각에 노출하기에 적합한 알루미늄 합금으로 된 대체로 단단한 플레이트이다. 표면 시트(306)는 플레이트(702)와 플레이트(702)에 단단하게 연결되는 플랜지(706)를 포함한다. 플레이트(702)는 층들(502)의 돌출부들(524)을 편안하게 수용할 수 있는 크기의 개구부들(702)을 포함한다.
도 8은 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 표면 시트와 열 교환기 코어를 연결하기에 적합한 하위 방법의 작동들을 묘사한다. 작동 403은 돌출부들(524)이 표면 시트(306)의 개구부들(702) 안으로 삽입되는 하위 작동(801)으로부터 시작된다.
하위 작동 802에서는, 각각의 돌출부(524)가 표면 시트(306)와 연결되어 전기 내부식성 연결부들(710)을 형성한다. 도 7B는 코어(302)와 연결된 후의 표면 시트(306)의 개략도를 묘사한다.
연결부들(710)은 마찰 교반 용접되는데, 층들(502) 각각의 벽들(712)의 재질과 이 벽들을 둘러싸는 플레이트(702)의 재질이 혼합되어 돌출부들(524) 각각의 주위에 대체로 누출이 방지되는 밀봉이 형성된다.
마찰 교반 용접은 동일한 재질의 두 요소를 연결하는 잘 알려진 방법이다. 종래의 마찰 교반 용접은 두 요소 사이 접점 안으로 강제로 넣어지는 회전 탐침을 사용한다. 탐침과 재료들 사이의 어마어마한 마찰이 탐침 아주 가까이 있는 재료가 녹는 점 아래 온도까지 뜨거워지게 한다. 이는 서로 접한 단면들을 부드럽게 만들지만, 재료는 고체 상태로 남아 있기 때문에, 본래 재료의 속성이 유지된다. 용접선을 따르는 탐침의 움직임이 두 부품의 부드러워진 재료를 강제로 트레일링 에지(trailing edge)를 향하게 해서 근접한 영역이 융합되게 하며, 이렇게 해서 용접이 이루어진다.
용융 용접, 경납땜 등과 같은 다른 일반적인 결합 기술들과는 대조적으로, 마찰 교반 용접은 몇 가지 성능상의 이점을 갖는다. 특히, 그 결과로 생긴 용접부가 결합 단면들과 동일한 재료로 이루어진다. 결과적으로, 연결부에서 서로 다른 금속 간의 접촉 때문에 발생하는 전기 부식이 감소하거나 제거된다. 게다가, 결과로 생긴 용접부가 연결된 단면 재료의 재료 속성을 유지한다. 마찰 교반 용접은 여기에 참고로 포함된 2009년 6월 15일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 12/484,542 호(대리인 서류: 711-231US)에 상세하게 기술된다. 몇몇 실시예에서는, 마찰 교반 용접 외의 연결 기술이 사용되어 전기 내부식성을 갖는 연결부를 만들면서 구성 요소들을 연결한다. 몇몇 실시예에서, 적합한 연결 기술들은, 제한 없이, 몇몇 종류의 용융 용접, 탄성 중합체, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 에폭시 수지 기반의 연결 화합물의 사용 등을 포함한다.
일반적으로, 하위 작동 802가 진행되는 동안에, 용접 도구는 연속적인 선을 그어서 층들(502)과 플레이트(702) 사이의 모든 용접부를 한번에 형성하며, 이렇게 해서, 도 7B에 묘사된 바와 같은 연속적인 연결부(710)를 남긴다. 그러나, 몇몇 실시예에서는, 용접 도구가 층들(502) 각각을 플레이트에 연결한 후 플레이트(702)로부터 제거된다. 그러나, 분리된 마찰 교반 용접부를 형성하는 것은 더 오래 걸리고, 비용이 더 많이 들며, 미립자를 끌어모을 수 있고, 생물 유착을 유발할 수 있고, 틈 부식을 용이하게 할 수 있는 여러 개의 배출 구멍(플레이트(702)에서 용접 도구를 제거할 때마다 하나씩)을 남기기 때문에 일반적으로 덜 바람직하다.
도 7C는 코어(302)와 연결된 후의 표면 시트(306)의 도 7B의 a-a 라인에 따른 단면도의 개략도를 묘사한다.
돌출부들(524)의 길이, d1은 표면 시트(306)의 두께, t1보다 크며, 간격, g가 형성된다. 간격 g는 종래의 열 교환기에서 발견되는 틈들에 일반적으로 발생하는 작동 유체가 고이는 영역들의 형성을 억제할 만큼 크다. 결과적으로, 본 발명의 실시예들에서는 틈 부식이 경감되며 본 발명에 따른 열 교환기의 작동 수명이 상당히 길어질 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 열 교환기(300)가 작동 유체 외의 제 1 유체 및/또는 바닷물 외의 제 2 작동 유체(예를 들어, 지열 유체 등) 사이에서 열을 운반한다. 몇몇 실시예에서는, 표면 시트들(306)이 알루미늄, 티타늄, 흑연 합성물, 구리-니켈 합금 등과 같은 알루미늄 합금 외의 재질로 만들어진다. 표면 시트(306) 각각은 각각의 표면 시트와 각각의 코어를 전기 내부식성 연결부와 연결하기 용이하게 하는 방식으로 코어들(302)을 수용하기 위한 구멍들을 포함한다.
작동 406에서는, 쉘(304)와, 바닷물 입력 포트(308)와, 바닷물 출력 포트(310)와, 표면 시트들(306-1 및 306-2)이 연결된다.
도 9A 및 9B는 본 발명의 실례적인 실시예에 따른 완전히 조립된 열 교환기의 바닷물 주입 끝단과 배출 끝단 각각의 단면도의 개략도를 묘사한다.
도 9A는 열 교환기(300)의 바닷물 주입 끝단을 묘사한다. 바닷물 주입 포트(308)는 바닷물 주입 끝단에서 열 교환기(300)에 부착되며 도관(902)과, 분배기(904)와, 플랜지(906)를 포함한다. 바닷물 주입구(308)는 분배기(904)를 통해 코어(302) 각각의 층들(502)에 유체적으로 결합된다.
바닷물 주입 포트(308)는 플랜지들(706 및 906)을 통해 표면 시트(306-1)와 기계적으로 결합된다. 플랜지들(706 및 906) 사이에는 플랜지들 사이에 단단한 유체 밀봉 형성을 용이하게 하는 개스킷(gasket)(908)이 개재된다. 플랜지들(706 및 906)은 잠금장치들(910)로 결합된다.
연결부들(710)이 대체로 누출이 방지되는 밀봉이라는 사실 덕분에, 표면 시트(306-1)와 층들(502)이 집합적으로 바닷물 주입 포트(308)를 층들(504)로부터 유체적으로 격리하는 장벽을 정의한다.
도 9B는 열 교환기(300)의 바닷물 배출 끝단을 묘사한다. 바닷물 배출 포트(310)은 바닷물 배출 끝단에서 열 교환기(300)에 부착되며 도관(902)과, 분배기(904)와, 플랜지(906)를 포함한다. 바닷물 배출 포트(310)은 분배기(904)를 통해 코어들(302) 각각의 층들(502)에 유체적으로 결합된다.
바닷물 배출 포트(310)은 플랜지들(706 및 906)을 통해 표면 시트(306-2)와 기계적으로 결합된다. 플랜지들(706 및 906) 사이에는 플랜지들 사이에 단단한 유체 밀봉 형성을 용이하게 하는 개스킷(908)이 개재된다.
연결부들(710)이 대체로 누출이 방지되는 밀봉이라는 사실 덕분에, 표혐 시트(306-2)와 층들(502)이 집합적으로 바닷물 배출 포트(310)를 층들(504)로부터 유체적으로 격리하는 장벽을 정의한다.
몇몇 실시예에서는, 분배기들(904)이 코어들(302) 내 각 바닷물 흐름 채널(506)에서의 바닷물의 압력과 유량을 대체로 균등하게 하도록 설계된다.
도 10은 본 발명의 두 번째 대안적인 실시예에 따른 열 교환기 코어의 사시도의 개략도를 묘사한다. 열 교환기 코어(1000)는 층들(502-1 내지 502-3)과, 층들(504-1 내지 504-2)과, 바들(1002)을 포함한다.
도 11은 바(1002)의 사시도의 개략도이다. 바(1002)는 표면 층들(502) 및 표면 시트들(306)과 동일한 알루미늄 합금을 포함하는 직사각형 바이다. 바(1002)는 상부면(1102)과 하부면(1104)을 포함한다. 바(1002)는 바 부분 1106과 바 부분 1108을 포함한다. 바 부분 1106은 마찰 교반 용접을 통해 인접한 층들(502)과 연결되기에 적합한 바(1002)의 일부분이다. 바 부분 1108은 경납땜을 통해 인접한 층들(502)와 연결되기에 적합한 바(1002)의 일부분이다.
상부면(1102)은 바 부분들(1106 및 1108) 각각의 상부면들인 상부면 부분들(1110 및 1112)을 포함한다. 하부면은 바 부부들(1106 및 1108) 각각의 하부면들인 하부면 부분들(1114 및 1116)을 포함한다.
바 부분 1108의 상부면(1112)과 하부면(1116) 각각은 피복(1118)을 포함한다. 바 부분 1106의 상부면(1110)과 하부면(1114)은 경납 재질로 피복되지 않는다.
피복(1118)은 종래의 방식으로 표면들 위에 놓인 종래의 경납 재질을 포함한다. 몇몇 실시예에서는, 바 부분 1108의 상하면들이 (예를 들어, 절삭 가공(machining) 등을 통해) 제거되어서 피복(1118)이 표면들(1110 및 1114) 각각과 대체로 동일한 평면상에 있게 된다. 본 발명에 사용하기에 적합한 종래의 경납 재질들은, 제한 없이, 알루미늄 합금들, 구리-티타늄 합금들, 강철 합금들 등을 포함한다. 이 명세서를 읽고난 당업자에게 적합한 경납 재질을 명시하고 만들고 사용하는 방법은 명확할 것이다. 몇몇 실시예에서는, 바 부분(1108)이 종래의 경납 재질 외 다른 재질로 피복된다. 이 표면들 위의 피복으로 사용하기에 적합한 재질들은, 제한 없이, 에폭시들, 열경화성 접착제들, 금속이 채워진 에폭시들 등을 포함한다.
도 12는 본 발명의 두 번째 대안적 실시예에 따른 열 교환기 코어를 형성하기에 적합한 방법의 작동들을 묘사한다. 방법(1200)은 작동 1201에서 시작되는데, 여기서 층들(502 및 504)과 바들(1002)이 각각의 인접한 층들(502) 쌍 사이에 개재되도록 쌓여 배열된다.
작동 1202에서는, 각 바 부분(1108)의 상하부면을 이웃하는 층들(502)에 연결하기 위해 스택(stack)이 경납땜 오븐에서 가열된다. 작동 1202 후에, 층들(502 및 504)와 바들(1002) 스택은 대체로 단단한 구조가 된다.
작동 1203에서, 바 부분 1106 각각과 이웃하는 층들(502)은 마찰 교반 용접으로 연결되어 연결부들(1004)을 형성한다. 작동 1203 후에, 코어(1000)의 각 끝단은 흐름 채널들(506)에 의해서만 단절되는 대체로 연속적인 끝단면(1006)을 갖는다. 몇몇 실시예에서는, (예를 들어, 엔드 밀 등을 이용해) 표면 절삭 가공을 통해 끝단면들(1006)이 평면화 된다.
x 방향에 따르는 바 부분(1106)의 길이가 상부면 부분(1112)과 하부면 부분(1116)으로부터 흐르는 피복 재질의 어떤 흐름도 상부면 부분(1110)과 하부면 부분(1114) 위로 현저하게 잠식하지 않도록 보장할 만큼 충분해야 한다는 사실에 주의해야 한다. 결과적으로, 마찰 교반 용접 공정 동안 피복 재질이 연결부들(1004) 안으로 통합되는 것은 피해야 한다. 몇몇 실시예에서는, 바들(1002)이 장벽들(예를 들어, 채널들, 해자들, 융선들 등)을 포함하여 피복 재질이 상부면 부분(1112)과 하부면 부분(1116)으로부터 상부면 부분(1110)과 하부면 부분(1114)으로 흐르는 것을 억제한다.
작동 1203이 완료되면, 방법 1200은 방법 400의 작동들(403 내지 406)과 동일한 작동들을 계속한다. 두 번째 대안적 실시예에 따른 실시예들의 경우, 표면 시트들(306-1 및 306-2)은 끝단면(1006) 둘레에만 마찰 교반 용접부를 형성해서 코어(1000)에 연결될 수 있다.
본 개시 내용은 단지 실례적인 실시예의 한 예를 알려줄 뿐이며 본 발명의 많은 변형이 본 개시 내용을 읽고 난 당업자들에 의해 쉽게 창안될 수 있으며 본 발명의 범위는 다음 청구항들에 의해 결정된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 제 1 유체를 운송하기 위한 제 1 채널을 포함하는 제 1 층, 및 제 1의 다수의 흐름 채널들을 정의하는 다수의 핀들을 포함하며 상기 제 1 층에 경납땜되는 제 2 층을 포함하는 제 1 코어;
    상기 제 1 코어의 제 1 끝단에 배치되되, 상기 제 1 코어의 상기 제 1 끝단과는 전기 내부식성 연결부인 제 1 연결부에 의해 연결되는 제 1 플레이트; 및
    상기 제 1 코어의 제 2 끝단에 배치되되, 상기 제 1 코어의 상기 제 2 끝단과는 전기 내부식성 연결부인 제 2 연결부에 의해 연결되는 제 2 플레이트를 포함하는 열 교환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 연결부와 제 2 연결부 각각이 마찰 교반 용접을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 코어가 상기 제 1 유체를 운송하기 위한 제 3 채널을 포함하는 제 3 층을 더 포함하되, 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 제 3 층 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 코어가 제 1 부분과 제 2 부분을 갖는 제 1 바를 더 포함하되, 상기 제 1 부분이 상기 제 1 층과 제 3 층 각각에 마찰 교반 용접되며, 또한 상기 제 2 부분이 상기 제 1 층과 제 3 층 각각에 경납땜되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 코어가 제 3 부분과 제 4 부분을 갖는 제 2 바를 더 포함하되, 상기 제 3 부분이 상기 제 3 층과 상기 제 1 플레이트 각각에 마찰 교반 용접되며, 상기 제 4 부분이 상기 제 3 층에 경납땜되는 열 교환기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 층이 제 1 코어의 길이를 따라 상기 제 2 층 보다 더 연장되고, 상기 제 1 층과 상기 제 1 플레이트가 마찰 교반 용접인 제 3 연결부를 통해 연결되며, 또한, 상기 제 1 연결부가 상기 제 3 연결부를 포함하는 열 교환기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유체를 운송하기 위한 제 3 채널을 포함하는 제 3 층, 및 제 2의 다수의 흐름 채널들을 정의하는 다수의 핀들을 포함하며 상기 제 3 층에 경납땜되는 제 4 층을 포함하는 제 2 코어를 더 포함하되,
    상기 제 1 플레이트와 상기 제 2 코어의 제 1 끝단이 전기 내부식성 연결부인 제 3 연결부에 의해 연결되고,
    상기 제 2 플레이트와 상기 제 2 코어의 제 2 끝단이 전기 내부식성 연결부인 제 4 연결부에 의해 연결되는 열 교환기.
  8. 각각이 제 1 흐름 채널을 포함하는 제 1의 다수의 제 1 층들, 및 제 1의 다수의 제 2 층들을 포함하는 제 1 코어로서, 상기 제 1의 다수의 제 2 층들이 제 1의 다수의 제 2 흐름 채널들을 정의하는 다수의 핀들을 포함하고, 상기 제 1의 다수의 제 2 층들 각각이 상기 제 1의 다수의 제 1 층들 중 적어도 하나에 경납땜되며; 상기 제 1의 다수의 제 1 층들과 상기 제 1의 다수의 제 2 층들이 교차하며 쌓여 배치되는 것을 특징으로 하는 제 1 코어;
    상기 코어의 제 1 끝단에 배치되며 상기 제 1 코어에 제 1 유체를 공급하는 제 1 포트; 및
    상기 제 1 코어와 마찰 교반 용접을 포함하는 제 1 연결부를 통해 연결되는 제 1 플레이트로서, 상기 제 1 플레이트와 제 1 연결부가 집합적으로 상기 제 1 포트와 상기 제 1의 다수의 제 2 층들을 유체적으로 격리하는 장벽을 정의하는 것을 특징으로 하는 제 1 플레이트를 포함하는 열 교환기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 코어가 상기 제 1 끝단에 배치되는 제 1의 다수의 바들을 더 포함하되,
    상기 제 1의 다수의 바들 각각이 상기 제 1 플레이트에서 가까운 제 1 부분과 상기 제 1 플레이트에서 먼 제 2 부분을 포함하며;
    상기 바들 각각이 한 쌍의 제 1 층들 사이에 개재되고, 상기 제 1 부분이 상기 제 1 층 쌍 각각에 마찰 교반 용접되고, 또한, 상기 제 2 부분이 상기 제 1 층 쌍 각각에 경납땜되며;
    상기 제 1의 다수의 바들과 상기 제 1의 다수의 제 1 층들이 집합적으로 상기 제 1 코어의 제 1 면을 정의하며;
    상기 제 1 면과 상기 제 1 플레이트가 상기 제 1 연결부를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1의 다수의 제 1 층들이 상기 제 1 끝단에서 상기 제 1의 다수의 제 2 층들을 넘어 돌출되고, 상기 제 1의 다수의 제 1 층들이 상기 제 1 끝단에서 제 1의 다수의 제 2 연결부들을 통해 상기 제 1 플레이트와 연결되고, 상기 제 1의 다수의 제 2 연결부들 각각이 마찰 교반 용접을 포함하고, 또한 상기 제 1 연결부가 상기 제 1의 다수의 제 2 연결부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1의 다수의 제 1 층들 각각이 상기 제 1의 다수의 제 2 층들 각각이 간격만큼 상기 제 1 플레이트로부터 분리되도록 상기 제 1 플레이트와 연결되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    각각이 제 1 흐름 채널을 포함하는 제 2의 다수의 제 1 층들, 및 제 2의 다수의 제 2 층들을 포함하는 제 2 코어로서, 상기 제 2의 다수의 제 2 층들 각각이 제 2의 다수의 제 2 흐름 채널들을 정의하는 다수의 핀들을 포함하고, 상기 제 2의 다수의 제 2 층들이 상기 제 2의 다수의 제 1 층들 중 적어도 하나에 경납땜되는 것을 특징으로 하는 제 2 코어를 더 포함하되;
    상기 제 2의 다수의 제 1 층들과 상기 제 2의 다수의 제 2 층들이 교차하여 쌓여 배치되며;
    상기 제 2 코어와 상기 제 1 플레이트가 마찰 교반 용접을 포함하는 제 2 연결부를 통해 연결되고, 상기 장벽이 상기 제 2 연결부를 포함하며, 또한, 상기 장벽이 상기 제 1 포트와 상기 제 2의 다수의 제 2 층들을 유체적으로 격리하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  13. 제 1의 다수의 제 1 층들과 제 1의 다수의 제 2 층들을 적층하는 단계 및 상기 제 1의 다수의 제 1 층들과 제 1의 다수의 제 2 층들을 경납땜하는 단계를 포함하는 동작들에 의해 제 1 코어를 형성하는 단계로서, 각각의 제 1 층이 제 1 흐름 채널을 포함하고, 각각의 제 2 층이 다수의 제 2 흐름 채널들을 형성하는 다수의 핀들을 포함하며, 또한, 상기 제 1의 다수의 제 1 층들과 상기 제 1의 다수의 제 2 층들이 교차 구성으로 배열되는 것을 특징으로 하는 제 1 코아 형성 단계; 및
    상기 제 1 코어의 상기 제 1 끝단에서 제 1 플레이트와 상기 제 1 코어를 연결하는 단계로서, 상기 제 1 플레이트와 상기 제 1 코어가 제 1의 전기 내부식성 연결부를 통해 연결되고, 상기 제 1 플레이트와 상기 제 1 코어가 집합적으로 상기 제 1의 다수의 제 2 층들을 제 1 유체를 운송하기 위한 제 1 포트로부터 유체적으로 격리하는 장벽을 정의하는 것을 특징으로 하는 제 1 플레이트와 상기 제 1 코어를 연결하는 단계를 포함하는 열 교환기 제작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1의 전기 내부식성 연결부가 마찰 교반 용접에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 플레이트와 상기 제 1 코어가 상기 제 1 플레이트와 각각의 상기 제 2 층이 간격만큼 분리되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 코어를 형성하는 단계는:
    각 바가 제 1 부분과 제 2 부분을 포함하고, 각각의 제 2 부분은 경납 재질로 피복되는 다수의 바들을 제공하는 단계;
    상기 다수의 바들 각각의 제 1 부분이 제 1 끝단에 가까우며, 상기 제 1의 다수의 제 1 층들과 상기 다수의 바들을 끼우는 단계;
    상기 제 1의 다수의 제 1 층들과 상기 다수의 바들 각각의 상기 제 2 부분을 경납땜 하는 단계; 및
    상기 다수의 바들 각각과 그에 해당하는 인접 제 1 층을 마찰 교반 용접하는 단계를 더 포함하되,
    상기 다수의 바들 각각의 제 1 표면과 상기 다수의 제 1 층들 각각의 제 2 표면이 집합적으로 상기 제 1 코어의 제 1 면을 정의하는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 마찰 교반 용접을 통해 상기 제 1 면과 상기 제 1 플레이트를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1의 다수의 제 1 층들과 상기 제 1의 다수의 제 2 층들이 상기 제 1의 다수의 제 1 층들 각각의 제 2 끝단이 상기 제 1 끝단에서 상기 다수의 제 2 층들을 넘어 돌출하도록 적층되되,
    상기 제 1 코어와 상기 제 1 플레이트가 상기 제 1 층들 각각의 상기 제 2 끝단을 상기 제 1 플레이트를 통해 삽입하는 단계 및 마찰 교반 용접을 통해 제 2 끝단 각각과 상기 제 1 플레이트를 연결하는 단계를 포함하는 동작들에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
    .
  19. 제 13 항에 있어서,
    제 2의 다수의 제 1 층들과 제 2의 다수의 제 2 층들을 적층하는 단계 및 상기 제 2의 다수의 제 1 층들과 상기 제 2의 다수의 제 2 층들을 경납땜하는 단계를 포함하는 동작들에 의해 제 2 코어를 형성하는 단계로서, 제 1 층 각각이 제 1 흐름 채널을 포함하고, 제 2 층 각각이 다수의 제 2 흐름 채널들을 형성하는 다수의 핀들을 포함하며, 또한, 상기 제 2의 다수의 제 1 층들과 상기 제 2의 다수의 제 2 층들이 교차 구성으로 배열되는 것을 특징으로 하는 제 2 코아 형성 단계; 및
    상기 제 2 코어의 상기 제 1 끝단에서 상기 제 1 플레이트와 상기 제 2 코어를 연결하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 플레이트와 상기 제 2 코어가 제 2의 전기 내부식성 연결부를 통해 연결되고, 상기 제 1 플레이트와 상기 장벽이 상기 제 2의 전기 내부식성 연결부를 포함하고, 또한, 상기 장벽이 상기 제 2의 다수의 제 2 층들을 상기 제 1 포트로부터 유체적으로 격리하는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 1의 전기 내부식성 연결부와 상기 제 2의 전기 내부식성 연결부 중 적어도 하나가 마찰 교반 용접에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기 제작 방법.
KR1020127003687A 2009-07-17 2010-07-16 열 교환기 및 제작 방법 KR20120051685A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22648709P 2009-07-17 2009-07-17
US61/226,487 2009-07-17
US12/838,114 2010-07-16
US12/838,114 US10209015B2 (en) 2009-07-17 2010-07-16 Heat exchanger and method for making

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157007662A Division KR20150040376A (ko) 2009-07-17 2010-07-16 열 교환기 및 제작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120051685A true KR20120051685A (ko) 2012-05-22

Family

ID=43450251

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157007662A KR20150040376A (ko) 2009-07-17 2010-07-16 열 교환기 및 제작 방법
KR1020127003687A KR20120051685A (ko) 2009-07-17 2010-07-16 열 교환기 및 제작 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157007662A KR20150040376A (ko) 2009-07-17 2010-07-16 열 교환기 및 제작 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10209015B2 (ko)
EP (1) EP2454548B1 (ko)
JP (1) JP2012533723A (ko)
KR (2) KR20150040376A (ko)
CN (1) CN102812320B (ko)
AU (1) AU2010273997B2 (ko)
CA (1) CA2766917C (ko)
WO (1) WO2011009080A2 (ko)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8079508B2 (en) * 2008-05-30 2011-12-20 Foust Harry D Spaced plate heat exchanger
ES2547868T3 (es) 2009-07-16 2015-10-09 Lockheed Martin Corporation Disposiciones de haces de tubos helicoidales para intercambiadores de calor
US9388798B2 (en) 2010-10-01 2016-07-12 Lockheed Martin Corporation Modular heat-exchange apparatus
US9670911B2 (en) 2010-10-01 2017-06-06 Lockheed Martin Corporation Manifolding arrangement for a modular heat-exchange apparatus
US9951997B2 (en) 2011-02-04 2018-04-24 Lockheed Martin Corporation Staged graphite foam heat exchangers
WO2012106601A2 (en) 2011-02-04 2012-08-09 Lockheed Martin Corporation Radial-flow heat exchanger with foam heat exchange fins
WO2012106603A2 (en) 2011-02-04 2012-08-09 Lockheed Martin Corporation Shell-and-tube heat exchangers with foam heat transfer units
JP2014507622A (ja) * 2011-02-04 2014-03-27 ロッキード マーティン コーポレイション 発泡体フィン付き熱交換器
FR2977016B1 (fr) * 2011-06-27 2013-07-26 Dcns Systeme d'energie thermique et procede pour le faire fonctionner
WO2013096323A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Conocophillips Company Internal baffle for suppressing slosh in a core-in-shell heat exchanger
CN103165200B (zh) * 2013-01-14 2016-01-27 上海核工程研究设计院 一种反应堆的衰变热排出系统
WO2014137867A1 (en) * 2013-03-02 2014-09-12 James Carl Loebig Microchannel heat exchanger and methods of manufacture
US9658002B2 (en) 2013-03-12 2017-05-23 Lockheed Martin Corporation Process of friction stir welding on tube end joints and a product produced thereby
FR3010513B1 (fr) * 2013-09-09 2015-10-16 Fives Cryo Matrice d'echangeur de chaleur collee et procede de collage correspondant
EP2866332B1 (en) * 2013-10-28 2016-04-27 ABB Technology AG An air-to-air heat exchanger
JP6326219B2 (ja) * 2013-11-26 2018-05-16 圭祐 戸田 表示装置および表示方法
GB201407852D0 (en) 2014-05-02 2014-06-18 Iontas Ltd Preparation of libraries od protein variants expressed in eukaryotic cells and use for selecting binding molecules
US9825343B2 (en) 2014-09-30 2017-11-21 Johnson Controls Technology Company Battery module passive thermal management features and positioning
US10720683B2 (en) 2014-09-30 2020-07-21 Cps Technology Holdings Llc Battery module thermal management features for internal flow
US10658717B2 (en) 2014-09-30 2020-05-19 Cps Technology Holdings Llc Battery module active thermal management features and positioning
CN107073640B (zh) * 2014-10-23 2020-08-04 林德股份公司 通过两次焊接生产板式热交换器的方法以及相应的板式热交换器
JP6256295B2 (ja) * 2014-10-28 2018-01-10 株式会社デンソー 熱交換器
US11199365B2 (en) * 2014-11-03 2021-12-14 Hamilton Sundstrand Corporation Heat exchanger
JP6215856B2 (ja) * 2015-02-04 2017-10-18 トヨタ自動車株式会社 熱交換器
JP6659374B2 (ja) * 2016-01-22 2020-03-04 株式会社神戸製鋼所 熱交換器及び熱交換方法
US11530877B2 (en) 2016-08-01 2022-12-20 Lockheed Martin Corporation Heat exchange using phase change material
FR3058510B1 (fr) * 2016-11-10 2019-08-16 Safran Echangeur de chaleur
CZ308022B6 (cs) * 2017-12-28 2019-10-30 Gascontrol, Spol. S R.O. Velkokapacitní geotermální výměník
US20190212076A1 (en) * 2018-01-11 2019-07-11 Asia Vital Components Co., Ltd. Multi-outlet-inlet liquid-cooling heat dissipation structure
JP7140061B2 (ja) * 2019-06-28 2022-09-21 日本軽金属株式会社 熱交換器の製造方法
JP7127618B2 (ja) * 2019-06-28 2022-08-30 日本軽金属株式会社 熱交換器の製造方法
CN112524793B (zh) * 2019-09-17 2022-05-24 广东美的生活电器制造有限公司 液体处理装置
DE102020001599A1 (de) * 2020-03-11 2021-09-16 Gea Tds Gmbh Verfahren für Schweißverbindungen zwischen lnnenrohren und Rohrträgerplatten eines Rohrbündels für einen Produkt-zu-Produkt-Rohrbündel-Wärmeaustauscher mittels einer Hilfsvorrichtung und Hilfsvorrichtung für ein solches Verfahren
CN116057345A (zh) * 2020-08-17 2023-05-02 泰拉能源公司 用于核反应堆的热交换器构造
WO2024062122A1 (en) * 2022-09-23 2024-03-28 Velocys Technologies Ltd Channel assembly

Family Cites Families (187)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1622664A (en) 1923-04-21 1927-03-29 Thomas E Murray Hollow structure and method of making the same
US2184759A (en) * 1932-07-29 1939-12-26 Servel Inc Heat exchanger
US2040947A (en) 1935-04-17 1936-05-19 Mojonnier Bros Co Heat exchanger
US2071277A (en) 1935-09-28 1937-02-16 Alco Products Inc Heat exchanger
US2083028A (en) 1935-10-14 1937-06-08 Richmond Radiator Company Radiator
US2229554A (en) 1938-11-30 1941-01-21 Sun Oil Co Boiler for utilizing molten salt to generate steam
US2347957A (en) 1939-06-17 1944-05-02 William E Mccullough Heat exchange unit
US2424265A (en) 1944-03-28 1947-07-22 Camloc Fastener Corp Retainer for stud assembly
US2540339A (en) 1948-06-14 1951-02-06 Richard W Kritzer Heat exchange unit
US2653211A (en) * 1951-07-05 1953-09-22 Smith Corp A O Method of manufacturing plated articles
US2938712A (en) 1955-05-03 1960-05-31 Svenska Flaektfabriken Ab Air preheater
US2995343A (en) 1957-07-29 1961-08-08 Griscom Russell Co Heat exchanger construction
GB969319A (en) 1959-09-17 1964-09-09 Clarke Chapman Ltd Improvements in heat exchangers
FR1374955A (fr) 1959-09-17 1964-10-16 Clarke Perfectionnements aux échangeurs de chaleur
US3294162A (en) 1963-12-23 1966-12-27 Reynolds Metals Co Heat exchanger construction and method for making the same
DE1501568B2 (de) 1966-10-12 1971-05-13 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Plattenwaermetauscher
US3460611A (en) 1967-10-06 1969-08-12 Gen Motors Corp Heat exchanger of plate fin modules
FR1559076A (ko) 1968-01-18 1969-03-07
US3595310A (en) 1969-11-12 1971-07-27 Olin Corp Modular units and use thereof in heat exchangers
US3807494A (en) 1971-03-19 1974-04-30 Ecodyne Corp Selective orificing steam condenser
US3907032A (en) * 1971-04-27 1975-09-23 United Aircraft Prod Tube and fin heat exchanger
US3825061A (en) * 1971-05-13 1974-07-23 United Aircraft Prod Leak protected heat exchanger
US3805515A (en) 1971-06-11 1974-04-23 Univ Carnegie Mellon Modularized sea power electrical generator plant
US3761384A (en) * 1971-06-30 1973-09-25 Hooker Chemical Corp Anode assembly for electrolytic cells
DE2351529A1 (de) 1973-10-13 1975-04-17 Lemmer Kg Waermeaustauscher
US3881547A (en) 1973-11-12 1975-05-06 Varian Associates Heat transfer device employing fins in a fluid stream
SE7508256L (sv) 1975-07-18 1977-01-19 Munters Ab Carl Sett att framstella en vermevexlarkorpp for rekuperativa vexlare
DE2555079C3 (de) 1975-12-06 1979-06-07 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Vorrichtung zum Temperieren von hochviskosen Lösungen oder Schmelzen thermoplastischer Kunststoffe
DE2555539A1 (de) 1975-12-10 1977-06-23 Steinmueller Gmbh L & C Vorrichtung zum trocknen von nassdampf und anschliessendem ueberhitzen des getrockneten dampfes
JPS5420690B2 (ko) 1976-04-19 1979-07-25
US4098329A (en) 1976-07-29 1978-07-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Modular heat exchanger
US4055145A (en) 1976-09-29 1977-10-25 David Mager System and method of ocean thermal energy conversion and mariculture
US4095646A (en) * 1977-01-10 1978-06-20 Modine Manufacturing Company Heat exchange structure
US4149591A (en) 1977-10-11 1979-04-17 Corning Glass Works Heat exchange modules
US4253516A (en) 1978-06-22 1981-03-03 Westinghouse Electric Corp. Modular heat exchanger
US4294564A (en) 1978-08-21 1981-10-13 Global Marine Inc. Method of deployment, release and recovery of ocean riser pipes
US4350014A (en) 1978-11-30 1982-09-21 Societe Anonyme Dite: Sea Tank Co. Platform for utilization of the thermal energy of the sea
US4323114A (en) 1979-03-26 1982-04-06 Fansteel Inc. Cluster heat exchanger
US4276927A (en) * 1979-06-04 1981-07-07 The Trane Company Plate type heat exchanger
US4355684A (en) 1979-06-13 1982-10-26 The Dow Chemical Company Uniaxially compressed vermicular expanded graphite for heat exchanging
JPS5718473A (en) 1980-07-08 1982-01-30 Nippon Kokan Kk <Nkk> Semi-, sub-type temperature difference power barge
US4401155A (en) 1981-02-13 1983-08-30 Union Carbide Corporation Heat exchanger with extruded flow channels
FR2510729A1 (fr) 1981-08-03 1983-02-04 Auer Soc Ind Chaudiere, destinee a etre raccordee a une installation de chauffage central, fonctionnant avec un combustible liquide ou gazeux
JPS58200995A (ja) 1982-05-19 1983-11-22 Toshiba Corp 凝縮伝熱管
US4478277A (en) 1982-06-28 1984-10-23 The Trane Company Heat exchanger having uniform surface temperature and improved structural strength
US4501321A (en) * 1982-11-10 1985-02-26 Blackstone Corporation After cooler, charge air cooler and turbulator assemblies and methods of making the same
JPS59212601A (ja) 1983-05-18 1984-12-01 株式会社東芝 流下液膜式蒸発器
CH662642A5 (de) 1983-09-30 1987-10-15 Allenspach Norbert Waermeaustauscher aus kunststoff.
JPS6071890U (ja) 1983-10-19 1985-05-21 株式会社土屋製作所 多管式熱交換器におけるコア
FR2557280B1 (fr) 1983-12-21 1986-03-28 Commissariat Energie Atomique Generateur de vapeur sodium-eau a tubes concentriques droits et a circulation de gaz dans l'espace annulaire
JPS60185091A (ja) 1984-03-01 1985-09-20 Toshiba Corp 凝縮器
DE3521914A1 (de) 1984-06-20 1986-01-02 Showa Aluminum Corp., Sakai, Osaka Waermetauscher in fluegelplattenbauweise
JPS6131889A (ja) 1984-07-25 1986-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換装置
DE3433598A1 (de) 1984-09-13 1986-03-20 Heinz Schilling KG, 4152 Kempen Verfahren zur praktischen anwendung des gegenstromprinzips fuer waermeaustauscher, luft/wasser, luft/luft oder sinngemaess fuer andere medien
DE3433638C1 (de) 1984-09-13 1986-04-17 Ulrich Dipl.-Ing. 2054 Geesthacht Klüe Waermeaustauscher zum UEbertragen von Waerme aus Abwasser
FR2575279B1 (fr) 1984-12-21 1989-07-07 Barriquand Echangeur a plaques
JPS61213493A (ja) * 1985-03-20 1986-09-22 Agency Of Ind Science & Technol 凝縮伝熱管
US4592416A (en) 1985-04-29 1986-06-03 The Air Preheater Company, Inc. Modular tubular heat exchanger
US4753773A (en) 1985-05-09 1988-06-28 Stone & Webster Engineering Corporation Double tube steam generator
US4693304A (en) 1985-08-19 1987-09-15 Volland Craig S Submerged rotating heat exchanger-reactor
DE3538590A1 (de) 1985-10-30 1987-05-07 Hengst Walter Gmbh & Co Kg Waermeaustauscher
JPS6288169U (ko) 1985-11-22 1987-06-05
JPS62158996A (ja) 1985-12-28 1987-07-14 Kawasaki Heavy Ind Ltd シエルアンドチユ−ブ型熱交換器
JPH0443733Y2 (ko) 1986-02-14 1992-10-15
JPS62233684A (ja) * 1986-04-03 1987-10-14 Kobe Steel Ltd 樹脂製熱交換器及びその製造方法
DE3611108C1 (de) 1986-04-03 1987-07-30 Balcke Duerr Ag Verfahren und Vorrichtung zur druckdichten Befestigung von geraden Rohren zwischen zwei Rohrscheiben
JPS6317961U (ko) 1986-07-21 1988-02-05
JPS63169494A (ja) * 1986-12-27 1988-07-13 Showa Alum Corp 熱交換器
JPH07121451B2 (ja) * 1988-03-03 1995-12-25 株式会社ゼクセル 熱交換器
JP2632965B2 (ja) 1988-06-07 1997-07-23 昭和電工株式会社 ラダー型シリコーンオリゴマー組成物
JPH0284252A (ja) 1988-06-10 1990-03-26 Matsushita Seiko Co Ltd 伝熱管とその製造方法
JPH0645159Y2 (ja) 1988-10-06 1994-11-16 株式会社大成金属工業所 熱交換器用チユーブ群ユニツト
US4941530A (en) 1989-01-13 1990-07-17 Sundstrand Corporation Enhanced air fin cooling arrangement for a hermetically sealed modular electronic cold plate utilizing reflux cooling
US5042572A (en) 1989-11-29 1991-08-27 Dierbeck Robert F Mounting assembly for modular heat exchanger units
US4972903A (en) 1990-01-25 1990-11-27 Phillips Petroleum Company Heat exchanger
DE4039292A1 (de) 1990-12-08 1992-06-11 Gea Luftkuehler Happel Gmbh Verfahren zum herstellen eines waermetauschers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
JP2546072B2 (ja) 1991-01-29 1996-10-23 井関農機株式会社 畦草刈機
US5137080A (en) 1991-06-20 1992-08-11 Caterpillar Inc. Vehicular radiator and module construction for use in the same
US5178822A (en) 1991-09-24 1993-01-12 Arkansas Power And Light Company Steam generator corrosion monitoring system and method
JPH05340342A (ja) 1992-06-08 1993-12-21 Toshiba Corp 海洋温度差発電装置
JPH05340680A (ja) * 1992-06-12 1993-12-21 Toshiba Corp 熱交換器および熱交換器の製造方法
JP2569683Y2 (ja) * 1992-08-28 1998-04-28 カルソニック株式会社 エバポレータ
US5285843A (en) 1992-12-08 1994-02-15 Dierbeck Robert F Mounting assembly for modular heat exchanger
US5289870A (en) 1993-01-21 1994-03-01 Dierbeck Robert F Mounting assembly for a modular heat exchanger
US5452758A (en) 1993-03-31 1995-09-26 Contaminant Separations, Inc. Heat exchanger
US5303770A (en) 1993-06-04 1994-04-19 Dierbeck Robert F Modular heat exchanger
US6106789A (en) 1993-12-30 2000-08-22 Phillips Petroleum Company Alkylation reactor with internal acid cooling zones
US6983788B2 (en) 1998-11-09 2006-01-10 Building Performance Equipment, Inc. Ventilating system, heat exchanger and methods
NO942790D0 (no) 1994-03-28 1994-07-27 Norsk Hydro As Fremgangsmåte ved friksjonssveising og anordning for samme
US5513700A (en) 1994-07-29 1996-05-07 Ford Motor Company Automotive evaporator manifold
JP3322016B2 (ja) 1994-08-29 2002-09-09 株式会社デンソー 自動車用温水式暖房装置
US5499674A (en) 1995-01-13 1996-03-19 Caterpillar Inc. Modular cooling system sealing
WO1996032618A1 (en) 1995-04-13 1996-10-17 Alliedsignal Inc. Carbon/carbon composite parallel plate heat exchanger and method of fabrication
FR2733039B1 (fr) * 1995-04-14 1997-07-04 Air Liquide Echangeur de chaleur a plaques brassees, et procede correspondant de traitement d'un fluide diphasique
US5655600A (en) * 1995-06-05 1997-08-12 Alliedsignal Inc. Composite plate pin or ribbon heat exchanger
US5775412A (en) 1996-01-11 1998-07-07 Gidding Engineering, Inc. High pressure dense heat transfer area heat exchanger
JPH09210576A (ja) 1996-01-31 1997-08-12 Kubota Corp 二重管式熱交換器
DE19624937A1 (de) 1996-06-22 1998-01-02 Dickgreber Johannes Wärmetauscher
JPH105681A (ja) 1996-06-26 1998-01-13 Kansai Paint Co Ltd 多彩模様塗料の塗装方法
DE19644586C2 (de) 1996-10-26 2000-10-26 Behr Industrietech Gmbh & Co Rippenrohrblock für einen Wärmeübertrager
JPH10339588A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Denso Corp 熱交換器とその製造方法
EP0927075B1 (en) 1997-07-08 2004-08-04 Bp Exploration Operating Company Limited Heat exchange apparatus and method of use
FR2766914B1 (fr) 1997-07-29 1999-10-29 D Applic Thermiques Comp Ind Distributeur destine a equiper les echangeurs thermiques intratubulaires des installations de refroidissement a fluide frigorigene de type diphasique
JPH1147960A (ja) 1997-08-04 1999-02-23 Showa Alum Corp 熱交換器
US5829514A (en) 1997-10-29 1998-11-03 Eastman Kodak Company Bonded cast, pin-finned heat sink and method of manufacture
US6009938A (en) 1997-12-11 2000-01-04 Eastman Kodak Company Extruded, tiered high fin density heat sinks and method of manufacture
JPH11264691A (ja) 1998-03-19 1999-09-28 Isuzu Motors Ltd 熱交換器
JP2000073164A (ja) 1998-08-28 2000-03-07 Showa Alum Corp スパッタリング用バッキングプレート
US6173493B1 (en) 1998-10-15 2001-01-16 Robert F. Dierbeck Modular heat exchanger and method of making
SE9804037L (sv) 1998-11-25 2000-05-26 Tetra Laval Holdings & Finance Värmeväxlare
US20020162651A1 (en) * 1999-01-20 2002-11-07 Hino Motors, Ltd. EGR cooler
AT406798B (de) 1999-03-03 2000-09-25 Koller Zoltan Wärmetauscher zur rückgewinnung der in abwässern enthaltenen abwärme
DE60035746T2 (de) 1999-08-31 2008-04-30 Nippon Shokubai Co., Ltd. Reaktor zur katalytischen Gasphasenoxidation
JP2001133195A (ja) 1999-11-09 2001-05-18 Eiichi Uratani 熱交換器の電蝕防止方法
EP1243886A4 (en) * 1999-12-27 2006-05-03 Sumitomo Prec Products Company HEAT EXCHANGER HIGH TEMPERATURE WITH FLAT FIN
US20020153129A1 (en) 2000-04-25 2002-10-24 White Stephen L. Integral fin passage heat exchanger
JP2002066720A (ja) 2000-08-31 2002-03-05 Gijutsu Kaihatsu Sogo Kenkyusho:Kk 金属製複合部材およびその製造方法
JP3818084B2 (ja) 2000-12-22 2006-09-06 日立電線株式会社 冷却板とその製造方法及びスパッタリングターゲットとその製造方法
US6390185B1 (en) 2001-03-06 2002-05-21 Richard A. Proeschel Annular flow concentric tube recuperator
US6541698B2 (en) 2001-03-13 2003-04-01 Schlegel Systems, Inc. Abrasion resistant conductive film and gasket
US6516874B2 (en) * 2001-06-29 2003-02-11 Delaware Capital Formation, Inc. All welded plate heat exchanger
US6637109B2 (en) 2001-09-27 2003-10-28 Emerson Energy Systems Ab Method for manufacturing a heat sink
EP2275766A1 (en) 2001-10-01 2011-01-19 Entegris, Inc. Tubular heat or mass exchange apparatus
US7055576B2 (en) 2001-11-27 2006-06-06 R.W. Fernstrum & Co. Method and apparatus for enhancing the heat transfer efficiency of a keel cooler
US6819561B2 (en) 2002-02-22 2004-11-16 Satcon Technology Corporation Finned-tube heat exchangers and cold plates, self-cooling electronic component systems using same, and methods for cooling electronic components using same
WO2004006640A1 (ja) 2002-07-09 2004-01-15 Fujitsu Limited 熱交換器
JP2004167334A (ja) 2002-11-19 2004-06-17 Showa Aircraft Ind Co Ltd 高沸点溶剤の回収装置
JP2004205159A (ja) 2002-12-26 2004-07-22 Denso Corp 熱交換器
DE20316688U1 (de) * 2003-10-29 2004-03-11 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher
US7165605B2 (en) 2003-11-19 2007-01-23 Carrier Corporation Multi-tube in spiral heat exchanger
US7191824B2 (en) 2003-11-21 2007-03-20 Dana Canada Corporation Tubular charge air cooler
JP2005194624A (ja) 2003-12-08 2005-07-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 二相系ステンレス鋼製機器の防食方法
JP3102194U (ja) 2003-12-10 2004-07-02 ▲じつ▼新科技股▲ふん▼有限公司 ヒートシンク用フィンアセンブリ
US7048175B2 (en) * 2003-12-19 2006-05-23 The Boeing Company Friction welded structural assembly and preform and method for same
US7093649B2 (en) 2004-02-10 2006-08-22 Peter Dawson Flat heat exchanger plate and bulk material heat exchanger using the same
JP2005283009A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Hisaka Works Ltd プレート式熱交換器
US20070240897A1 (en) * 2004-06-17 2007-10-18 Pulsar Welding Ltd. Bi-Metallic Connectors, Method for Producing the Same, and Method for Connecting the Same to a Structure
JP2006026721A (ja) 2004-07-21 2006-02-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流路内蔵型台座及びその製造方法
CN101006318A (zh) 2004-08-25 2007-07-25 株式会社小松制作所 热交换器
US7328578B1 (en) 2004-10-15 2008-02-12 Eduardo Saucedo Integrated OTEC platform
JP2006185258A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Komatsu Electronics Inc 温度調整装置
JP2006207950A (ja) 2005-01-28 2006-08-10 Denso Corp 熱交換器および熱交換器の製造方法
JP2006205252A (ja) 2005-01-31 2006-08-10 Hitachi Ltd 管端部の閉塞方法およびシリンダ装置
GB2424265A (en) 2005-02-16 2006-09-20 Timothy Frank Brise Heat Exchanger including Heat Exchange Tubes with Integral Fins
SE528412C2 (sv) 2005-03-15 2006-11-07 Scania Cv Ab Kylanordning där en första tank är försedd med yttre ytförstorande element och ett inre földesledande element
JP2006289481A (ja) 2005-04-14 2006-10-26 Denso Corp 熱交換器およびその製造方法
JP2006297437A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Denso Corp 熱交換器の製造方法
WO2006115073A1 (ja) 2005-04-21 2006-11-02 Nippon Light Metal Company, Ltd. 液冷ジャケット
CN2821508Y (zh) 2005-05-23 2006-09-27 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 模块式翅片管换热器
JP4865256B2 (ja) 2005-06-06 2012-02-01 三菱重工業株式会社 熱交換器及び熱交換器の製造方法
US20070029070A1 (en) 2005-08-05 2007-02-08 Kenichi Yamamoto Sheet type fluid circulating apparatus and electronic device cooler structure using the same
US7967060B2 (en) 2005-08-18 2011-06-28 Parker-Hannifin Corporation Evaporating heat exchanger
JP4840681B2 (ja) 2005-09-16 2011-12-21 株式会社ヴァレオジャパン 熱交換器
DE102005058204B4 (de) 2005-12-02 2008-07-24 Pierburg Gmbh Kühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102005058314A1 (de) 2005-12-07 2007-06-21 Daimlerchrysler Ag Wärmetauscher
JP4974327B2 (ja) 2005-12-15 2012-07-11 株式会社デンソー 熱交換器用チューブの製造方法および熱交換器
US7331381B2 (en) 2006-02-16 2008-02-19 Allcomp, Inc. Hybrid heat exchangers
US20070261226A1 (en) * 2006-05-09 2007-11-15 Noble Drilling Services Inc. Marine riser and method for making
JP4830918B2 (ja) 2006-08-02 2011-12-07 株式会社デンソー 熱交換器
JP2008070026A (ja) 2006-09-13 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
US20080078536A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 International Truck Intellectual Property Company, Llc Corrosion resistant bi-metal charge air cooler
KR20080076222A (ko) 2007-02-15 2008-08-20 한국델파이주식회사 적층형 열교환기 및 그의 제조방법
JP5272320B2 (ja) * 2007-03-29 2013-08-28 株式会社日立製作所 水素供給装置とその製造方法、及びそれを用いた分散電源と自動車
DE102007021420A1 (de) 2007-05-02 2008-11-06 Gerd Wurster Wärmetauscher, Verdampfungs-Kälteanlage und verfahrenstechnische Behandlungsanlage für Werkstücke
ITMO20070199A1 (it) 2007-06-13 2008-12-14 A M S R L Scambiatore di calore per caldaia, metodo ed utensile per la sua realizzazione
CN101340796B (zh) 2007-07-04 2010-09-29 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置
DE102007052585B3 (de) 2007-11-03 2009-06-04 Pierburg Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers
US7884477B2 (en) * 2007-12-03 2011-02-08 International Business Machines Corporation Air gap structure having protective metal silicide pads on a metal feature
DE102007063075A1 (de) 2007-12-21 2009-06-25 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Verfahren zum Verbinden von Rohrboden und Rohren sowie Reibwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
US7921558B2 (en) 2008-01-09 2011-04-12 Delphi Technologies, Inc. Non-cylindrical refrigerant conduit and method of making same
US8100171B2 (en) 2008-03-17 2012-01-24 Zanaqua Technologies, Inc. Heat-exchanger sealing
US8079508B2 (en) * 2008-05-30 2011-12-20 Foust Harry D Spaced plate heat exchanger
US8540012B2 (en) * 2008-06-13 2013-09-24 Lockheed Martin Corporation Heat exchanger
US9476410B2 (en) 2009-05-01 2016-10-25 Nagan Srinivasan Offshore floating platform with ocean thermal energy conversion system
ES2547868T3 (es) 2009-07-16 2015-10-09 Lockheed Martin Corporation Disposiciones de haces de tubos helicoidales para intercambiadores de calor
US9777971B2 (en) 2009-10-06 2017-10-03 Lockheed Martin Corporation Modular heat exchanger
US9086057B2 (en) 2010-01-21 2015-07-21 The Abell Foundation, Inc. Ocean thermal energy conversion cold water pipe
WO2011091295A2 (en) 2010-01-21 2011-07-28 The Abell Foundation, Inc. Ocean thermal energy conversion power plant
EP2593675A2 (en) 2010-07-14 2013-05-22 The Abell Foundation Inc. Industrial ocean thermal energy conversion processes
US9388798B2 (en) 2010-10-01 2016-07-12 Lockheed Martin Corporation Modular heat-exchange apparatus
US9670911B2 (en) 2010-10-01 2017-06-06 Lockheed Martin Corporation Manifolding arrangement for a modular heat-exchange apparatus
WO2012106603A2 (en) 2011-02-04 2012-08-09 Lockheed Martin Corporation Shell-and-tube heat exchangers with foam heat transfer units
US20130042612A1 (en) 2011-08-15 2013-02-21 Laurence Jay Shapiro Ocean thermal energy conversion power plant
US20130042996A1 (en) 2011-08-15 2013-02-21 Yunho Hwang Transferring heat between fluids
US9151279B2 (en) 2011-08-15 2015-10-06 The Abell Foundation, Inc. Ocean thermal energy conversion power plant cold water pipe connection
JP3178668U (ja) 2012-07-03 2012-09-27 ナニワ化工株式会社 保護シート材
CN203443419U (zh) 2013-08-13 2014-02-19 温州兆曜机械科技有限公司 一种新型换热器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2454548A2 (en) 2012-05-23
US10209015B2 (en) 2019-02-19
AU2010273997A1 (en) 2012-02-09
WO2011009080A2 (en) 2011-01-20
EP2454548B1 (en) 2020-04-01
CA2766917C (en) 2015-06-16
AU2010273997B2 (en) 2014-04-17
CN102812320B (zh) 2016-09-07
CN102812320A (zh) 2012-12-05
KR20150040376A (ko) 2015-04-14
WO2011009080A3 (en) 2012-03-15
CA2766917A1 (en) 2011-01-20
JP2012533723A (ja) 2012-12-27
US20110011570A1 (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120051685A (ko) 열 교환기 및 제작 방법
US8540012B2 (en) Heat exchanger
CN107427920B (zh) 板式热交换器以及制造板式热交换器的方法
CN107883792B (zh) 包括歧管的热交换器
US6959492B1 (en) Plate type heat exchanger and method of manufacturing the heat exchanger
US8079508B2 (en) Spaced plate heat exchanger
JP2017096621A (ja) 熱交換器用螺旋管束集成装置
EP3364142B1 (en) Heat transfer segment
JP4880094B2 (ja) 熱交換器
US8387248B2 (en) Heat exchanger
CN102575905A (zh) 用于制造热交换器板束的方法
US20180045469A1 (en) Heat exchanger device
JP2013205009A (ja) プレート型熱交換器
KR20220123253A (ko) 열 파이프 반응기용 블록 스타일 열 교환기
US10359239B1 (en) Heat exchange member and heat exchangers utilizing the heat exchange member
US20230175785A1 (en) Flat plate heat exchanger
CN111912265A (zh) 一种交错通道结构耐高压强化传热元件及其制造方法
CN206095006U (zh) 一种全焊接波纹板束的组装结构
KR101869339B1 (ko) 열교환기 및 이를 구비한 원전
EP4343263A1 (en) Heat exchanger module
CN112648867A (zh) 一种强化传热的一体化扩散焊热交换器
WO2011108731A1 (ja) 熱交換器
JP2011185498A (ja) 熱交換器
JPH09229580A (ja) プライマリーサーフェイス型熱交換器
JP2011185499A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
A107 Divisional application of patent