KR20160061259A - 열 교환 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열 교환기, 특히 레큐퍼레이터 등을 위한 열 교환 소자(34)를 제조하기 위한 방법, 및 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되는 열 교환 소자에 관한 것으로, 열 교환 소자는 이 열 교환 소자가 열 교환기의 제1 유동 채널(35)에서의 제1 접촉 표면(36) 및 열 교환기의 제2 유동 채널(37)에서의 제2 접촉 표면(38)을 형성하는 이러한 방식으로 실현되고, 여기서 열 교환 소자가 열분해 탄소(42)로 침착된다.

Description

열 교환 소자 및 그 제조 방법{HEAT EXCHANGER ELEMENT AND METHOD OF PRODUCTION}
본 발명은 열 교환기, 특히 리큐퍼레이터(recuperator) 등을 위한 열 교환 소자를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 열 교환 소자는 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되며, 열 교환 소자는 이 열 교환 소자가 열 교환기의 제1 유동 채널(flow channel)에서의 제1 접촉 표면 및 열 교환기의 제2 유동 채널에서의 제2 접촉 표면을 형성하는 방식으로 실현된다.
열 교환기는 하나의 유체로부터 다른 유체로의 열 에너지의 교환을 허용하며, 여기서 각각의 유체 또는 열 전달 매체는 액체, 기체, 겔, 페이스티(pasty) 매체 등일 수 있다. 열 교환기는, 일반적으로 열 전달 매체를 분리시키며 양호한 열 전도를 보이는 방식으로 실현되어, 제1 열 전달 매체가 열 교환기를 통해 제2 열 전달 매체로 열 에너지를 전달할 수 있다. 이를 위해, 열 교환기의 표면과 열 전달 매체 간의 열 전달은 가능한 한 높아야만 한다. 이러한 맥락에서, 예를 들면 판 또는 관이 열 전달 매체에 의해 교대로 메워지거나 채워지는 갭을 형성하는, 판형 열 교환기 또는 관 다발형(tube bundle) 열 교환기가 공지되어 있다. 따라서, 상술한 종류의 열 교환기는 열 전달 매체용의 적어도 2개의 유동 채널을 형성하며, 각 유동 채널은 하나의 접촉 표면을 갖는다.
특히 화학 산업 분야에서, 실질적으로 그래파이트(graphite) 재료로 이루어지는 열 교환 소자를 포함하는 열 교환기가 사용된다. 열 교환 소자만이 각각의 열 전달 매체 및 이에 따라 그래파이트 재료와 접촉하게 된다. 그래파이트가, 각각의 열 전달 매체가 그래파이트를 관통하여 잠재적으로 인접한 유동 채널에 도달할 수 있음을 의미하는 다공성이기 때문에, 열 교환 소자용의 그래파이트의 사용은 불리하다. 최신 기술로부터 공지된 이러한 종류의 열 교환 소자에서는, 그래파이트를 수지 재료로 함침(impregnating)시켜 그래파이트 내에 존재하는 구멍을 막음으로써 이러한 문제점이 해결된다. 그러나, 이러한 수지 함침의 입자는 물리 및/또는 화학적으로 용해되어 각각의 열 전달 매체를 오염시킬 수 있음을 나타냈다. 또한, 열 교환 소자의 그래파이트의 부식 및 수반하는 그래파이트의 쉐딩(shedding)이 관찰되었다.
독일 특허출원 공개 제 10 2010 030 780 A1호로부터, 수지 또는 페놀 수지로 함침되지만 또한 유동 채널의 각각의 접촉 표면 상에 추가적인 코팅층을 갖는 열 교환 소자가 공지되어 있다. 상기 코팅층은 탄화규소 재료, 탄화 산화물 재료, 규화물 재료 또는 텅스텐 티타네이트 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 종류의 코팅층은 열 교환 소자의 그래파이트의 부식 또는 수지의 쉐딩을 방지하는, 견고하고 내마모성인 것으로 추정된다.
그러나, 이러한 종류의 코팅층은 또한 다수의 불이점을 갖는 것으로 증명되었다. 특히, 코팅층은 침착된 수지(infiltrated resin) 또는 그래파이트를 재노출시킬 수 있는 표면 손상에 민감하다. 표면 손상은, 즉시 나타나지 않고, 열 교환기의 제조 또는 설치 동안과 같은 열 교환기의 취급 동안에 접촉 표면 상에 쉽게 가해진다. 또한, 코팅층은 열 응력의 경우에 쉽게 균열될 수 있어 열 전달 매체가 코팅층을 관통할 수 있다. 이는 실질적으로 이러한 종류의 열 교환기의 사용 범위를 제한한다. 특히 수지-침착형(resin-infiltrated) 열 교환 소자의 경우, 코팅은, 수지가 달리 바람직하지 않게 탄산염화되기 때문에 매우 낮은 공정 온도에서만 도포될 수 있다. 또한, 이는 수지-침착형 열 교환기의 사용 범위를 최대 250℃까지로 제한한다.
따라서, 본 발명의 목적은 유동 채널의 영역 내의 물질 누출이 방지될 수 있는, 열 교환 소자를 제조하기 위한 방법, 열 교환 소자 및 열 교환기를 제안하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법, 청구항 11의 특징을 갖는 열 교환 소자 및 청구항 17의 특징을 갖는 열 교환기에 의해 달성된다.
열 교환기, 특히 레큐퍼레이터 등을 위한 열 교환 소자를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 열 교환 소자는 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되며, 열 교환 소자는 이 열 교환 소자가 열 교환기의 제1 열 전달 매체의 제1 유동 채널에서의 제1 접촉 표면 및 열 교환기의 제2 열 전달 매체의 제2 유동 채널에서의 제2 접촉 표면을 형성하는 이러한 방식으로 실현되고, 여기서 열 교환 소자 또는 접촉 표면들이 열분해 탄소(pyrolytic carbon)로 침착된다.
본 발명에 따른 열 교환 소자는 초기에 전적으로 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되며, 이로써 열 교환 소자는 상기 재료로 이루어지는 본체이다. 본체는 제조 공정 및 재료의 결정 구조의 균질한 정렬 때문에 다공성 구조를 갖는다. 따라서, 본체의 표면은 각각의 접촉 표면 전체를 확대하는 다공성이다. 다공성 구조 때문에, 각각의 열 전달 매체는 열 교환 소자의 재료를 관통할 수 있다. 열 교환 소자가 열분해 탄소로 침착되기 때문에, 열분해 탄소 또는 열분해 그래파이트가 열 교환 소자의 본체의 구멍들을 관통해서 구멍들을 실질적으로 완전히 메울 수 있다. 그런 다음 열분해 탄소가 또한 소정의 깊이로만 열 교환 소자의 본체를 관통해서 각각의 접촉 표면의 영역 내의 구멍들이 막히거나 밀봉된다.
열 교환 소자에 대한 열분해 탄소의 침착에 의해, 각각의 열 전달 매체에 노출되는 열 교환 소자의 본체의 표면이 실질적으로 감소되어 개선된 기계 및 화학적 내성을 갖는다. 최신 기술로부터 공지된 바와 같은 수지에 의한 열 교환 소자의 침착이 더 이상 필요없다. 이와 같이 열분해 탄소로 메워진 구멍들은 열 전달 매체 및 이들의 구성요소에 대한 확산 배리어(diffusion barrier)를 형성한다. 따라서, 열 전달 매체는 혼합될 수 없고, 열 교환 소자의 본체의 재료에 의한 열 전달 매체의 잠재적인 오염이 실질적으로 감소된다. 또한, 유동 채널들의 접촉 표면들에 추가적인 표면 코팅층을 더 이상 제공할 필요가 없다. 이는 열 교환 소자의 실질적으로 더 긴 서비스 수명으로 이어지며, 여기서 열 교환 소자는 이제 650℃보다도 높은 온도 범위, 특히 1000℃ 내지 1200℃, 및 심지어 매체에 따라 1700℃의 범위에서 또한 사용될 수 있다.
열 교환 소자는 전체적으로 탄소, 바람직하게는 그래파이트로 이루어질 수 있다. 열 교환기는 복수의 열 교환 소자의 조립에 의해 또는 하나의 열 교환 소자만으로도 형성될 수 있다.
유리하게는, 열 교환 소자의 본체의 그래파이트는 ＜ 2g/㎤, 바람직하게는 1.7g/㎤ 내지 1.9g/㎤의 밀도를 가질 수 있다. 그러면, 그래파이트는 열분해 탄소로 용이하게 침착될 수 있는 개방-구멍형(open-pored) 구조를 가질 수 있다. 특히, 열분해 탄소는 그래파이트 본체를 쉽게 관통할 수 있다.
열 교환 소자를 침착할 때, 그러면 열 교환 소자의 그래파이트 내의 구멍들이 열분해 탄소에 의해 막히거나 메워질 수 있다. 구멍들을 메우는 것만으로 확산 배리어를 형성할 수 있고 내부식성을 증가시킬 수 있다.
열분해 탄소로 열 교환 소자를 침착할 때, 침착층이 또한 형성될 수 있다. 이 경우, 열분해 탄소는 소정 깊이로만 열 교환 소자의 본체를 관통해서 침착층이 본체 내부에 형성된다.
상기 방법에서, 본체 내부의 침착층은 500℃ 내지 1900℃, 바람직하게는 600℃ 내지 1700℃ 이하의 온도에서 형성될 수 있다. 따라서, 비교적 낮은 온도에서 열분해 탄소에 의한 침착을 또한 수행해서, 간단하고 비용 효율적인 방법을 이룰 수 있다.
바람직하게는, 열 교환 소자는 CVI(chemical vapor infiltration) 공정에 의해 침착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열 교환 소자가 열분해 탄소의 표층으로 코팅되는 것이 제공될 수 있다. 따라서, 열 교환 소자의 본체의 표면 또는 유동 채널들의 접촉 표면들에는, 표면에 도포되고 열 교환 소자의 본체의 구멍들 및 그래파이트를 덮고 막는 추가적인 표층이 제공될 수 있다. 또한, 코팅층은, 열 교환 소자의 본체의 재료 및 침착을 위해 사용된 재료와 실질적으로 동일한 재료이기 때문에, 그 후에 열 분해 탄소 또는 열분해 그래파이트로 이루어진다는 점에서 특히 유리하다. 또한, 그래파이트에 비해, 예를 들면 열분해 탄소는 특히 상이한 결정화 정도 및 낮은 산화 및 에칭 속도를 보여서, 이렇게 형성된 접촉 표면들 그 자체의 내부식성을 향상시킨다.
바람직하게는, 열 교환 소자는 그 후에 CVD(chemical vapor deposition) 공정에 의해 코팅될 수 있다. 이 경우, 열 교환 소자의 본체는 침착될 뿐만 아니라 표면적으로 코팅될 수 있다. 예를 들면, 처음에 CVI 공정을 수행하고 그 후에 CVD 공정을 수행하는 것이 예상될 수 있다.
열 교환 소자의 본체의 침착 및 코팅의 공정 기간 동안, 침착이 제1 공정 스테이지 이내에서 제1 온도로 수행되고, 그 후에 코팅이 제2 공정 스테이지 이내에서 제2 온도로 도포되는 것이 또한 예상될 수 있고, 여기서 제1 공정 스테이지는 제2 공정 스테이지보다도 길게 선택될 수 있고/있거나 제1 온도가 제2 온도보다도 낮게 선택될 수 있다. 이와 같이, 예를 들면, 처음에 열 교환 소자의 본체를 열분해 탄소로 침착하는 것이 가능하며, 여기서 침착은 유리하게는 그 후에 낮은 공정 온도에서 비교적 긴 공정 기간 동안 일어날 수 있다. 그 후에 공정 온도를 제2 온도 수준으로 상승시킴으로써 열 교환 소자의 본체의 표면 또는 접촉 표면들의 외부 코팅층이 도포될 수 있다. 그러면, 상승된 공정 온도로 이렇게 수행되는 제2 공정 스테이지는 비교적 짧게 실행될 수 있다. 예를 들면, 열분해 탄소에 의한 차후의 표면 코팅을 포함하는 침착이 중단없는 하나의 코팅 공정 내에서 이와 같이 용이하게 일어날 수 있다.
또한, 침착 또는 코팅층의 도포 후의 열 후처리(thermal after-treatment), 예를 들면 어닐링, 그래파이트화 등이 생략될 수 있다. 선택된 공정 온도를 또한 초과할 수 있는 열 교환 소자의 추가 처리 단계가 더 이상 필요없다.
열 교환기, 특히 레큐퍼레이터 등을 위한 본 발명에 따른 열 교환 소자는 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되며, 열 교환 소자는 열 교환기의 제1 열 전달 매체의 제1 유동 채널에서의 제1 접촉 표면 및 열 교환기의 제2 열 전달 매체의 제2 유동 채널에서의 제2 접촉 표면을 형성하고, 여기서 열 교환 소자 또는 접촉 표면들이 열분해 탄소로 침착된다. 이러한 방식으로 실현된 열 교환 소자의 이점들에 대해서는, 본 발명에 따른 방법의 이점들의 설명을 참조한다.
열 교환 소자 뿐만 아니라 열 교환기도 단일 피스(one piece) 또는 다수의 부분으로 실현될 수 있다. 이는, 탄소 또는 그래파이트로 이루어진 열 교환 소자의 본체가, 예를 들면 단일 피스로 실현될 수 있는 한편, 열 교환기는 그래파이트로 이루어지고 함께 조립해서 열 교환기를 형성할 수 있는 다수의 본체로 또한 구성될 수 있음을 의미한다. 실질적인 양태는, 열 교환 소자 또는 열 교환 소자의 본체가 단지 몰딩된 본체의 형성된 층 또는 코팅층일 뿐 아니라 3차원 기하학적 물체 또는 몰딩된 본체인 것이다.
열 교환 소자는 이 열 교환 소자의 표면이 완전히 침착되는 이러한 방식으로 실현될 수 있다. 대안적으로, 각각의 열 전달 매체와 접촉할 수 있는 열 교환 소자의 접촉 표면들만이 침착될 수 있다. 열 전달 매체와 접촉하지 않는 열 교환 소자의 표면 영역들은 반드시 침착될 필요가 없다. 따라서, 열 교환 소자를 침착하기 위한 방법은 선택적으로 단순화될 수 있다.
또한, 열 교환 소자의 침착층은 100㎛까지, 바람직하게는 500㎛까지, 특히 바람직하게는 2500㎛까지의 층 두께로 실현될 수 있다. 침착층은 이후에 열 교환 소자의 본체의 표면 아래 또는 그의 접촉 표면 아래 및 본체 내부에 형성되는 층을 지칭한다. 이 경우, 비교적 얇은 침착층으로도 확산 배리어를 형성할 수도 있고 열 교환 소자의 본체의 분명히 개선된 내부식성을 달성할 수도 있다. 그러나, 원칙적으로는, 본체 내에 가능한 한 깊게 도달하는 침착층에 이르는 것이 유리하다.
열 교환 소자의 침착층은 ＜ 1%, 바람직하게는 ＜ 0.1%, 특히 바람직하게는 0%의 다공성을 가질 수 있다. 실질적으로 0%의 다공성을 갖는 것은, 특히 기체-기밀(gas-tight)할 수 있고, 즉 매우 효율적인 확산 배리어를 형성할 수 있다.
열 교환 소자의 표층은 1㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 5㎛ 내지 50㎛의 층 두께로 실현될 수 있다. 표층은 후에 열 교환 소자의 본체의 표면 또는 접촉 표면에 도포되는 층 또는 코팅층에 관한 것이고, 여기서 개선된 내부식성을 실현하는 것에 대한 분명한 효과는 5　㎛ 정도로 얇은 표층으로 달성될 수 있다. 따라서, 각각의 열 교환 소자에 두꺼운 표층들을 도포할 필요가 없다. 유리하게는, 열 교환 소자 또는 열 교환 소자의 본체의 코팅층의 표층은 이방성 탄소로 이루어질 수 있고, 이는 내부식성을 더욱 개선할 수 있기 때문이다. 따라서, 열 교환 소자 또는 열 교환기의 서비스 수명이 실질적으로 증가한다.
열 교환 소자는 단일체로(monolithically) 실현될 수 있고, 블록형 열 교환기용의 열 교환기 블록, 판형 열 교환기용의 열 교환기 판 또는 관형 열 교환기용의 열 교환기 관을 형성할 수 있다.
열 교환 소자의 다른 유리한 실시예들은 방법 청구항 1을 인용하는 종속 청구항들의 특징 설명으로부터 명백해진다.
본 발명에 따른 열 교환기는 청구항 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 열 교환 소자를 포함한다.
다음의 문장들에서, 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 열 교환기의 제1 실시예를 평면도로 나타낸 것이고;
도 2는 열 교환기의 제2 실시예를 평면도로 나타낸 것이고;
도 3은 열 교환기의 제3 실시예를 사시도로 나타낸 것이고;
도 4는 침착층의 단면도를 나타낸 것이고;
도 5는 침착 공정의 개략도를 나타낸 것이고;
도 6은 다른 침착층의 단면도를 나타낸 것이다.
도 1은 열 교환 소자의 실린더형의 단일체형 본체(11)에 의해 형성되는 열 교환기(10)를 나타내고 있다. 롤 형상(roll-shaped) 본체(11)에는, 통로 구멍들(13)이 본체(11)의 종 방향(longitudinal direction)으로 형성되고, 통로 구멍들(14)이 본체(11)의 횡 방향(transverse direction)으로 형성된다. 통로 구멍들(13 및 14) 각각은 열 전달 매체(도시하지 않음)에 대해, 각각 유동 채널들(15 및 16)을 형성한다. 따라서, 접촉 표면들(17 및 18)은 각각 유동 채널들(15 및 16) 내의 각각의 열 전달 매체와 접촉하게 되고, 열 에너지는 그래파이트로 이루어진 본체(11)를 통해 하나의 열 전달 매체로부터 다른 열 전달 매체로 전달된다. 본체(11)는 열분해 탄소로 침착된다. 열분해 탄소가 본체(11)를 완전히 관통하지 않아 침착층들(20, 21, 및 22)이 각각의 접촉 표면들(17 및 18) 아래 및 외부 표면(19) 아래에 각각 형성된다.
도 2는 원칙적으로 도 1에 도시된 열 교환기와 동일한 방식으로 실현되는 열 교환기(23)의 다른 실시예를 나타내고 있다. 열 교환기(23)는, 단일체형 열 교환 소자(25)의 본체(24)의 종 방향으로 실현되는 복수의 유동 채널(26), 및 유동 채널들(27)을 또한 가지며, 유동 채널들(27)은 유동 채널들(26 및 27)이 각각 유체가 교차하는 층들(28 및 29)을 형성하는 이러한 방식으로 배열되는 본체(24)의 종 방향에 대하여 횡 방향으로 진행한다. 본체(24) 및 유동 채널들(26 및 27)은 열분해 탄소로 완전히 침착된다.
도 3에 나타낸 열 교환기(30)의 실시예는 단일 피스 본체(32)로 구성되는 열 교환 소자(31)를 포함한다. 열 교환 소자(31)는 상술한 열 교환 소자들과 실질적으로 동일한 방식으로 실현되며, 열분해 탄소로 침적된다.
도 4는 단면도로 부분적으로만 도시되어 있는 열 교환 소자(34)의 침착층(33)의 확대도를 나타내고 있다. 열 교환 소자(34)는 제1 접촉 표면(36)을 갖는 제1 유동 채널(35) 및 제2 접촉 표면(38)을 갖는 제2 유동 채널(37)을 형성하며, 유동 채널들(35 및 37)은 열 교환 소자(34)의 벽(39)에 의해 분리된다. 열 교환 소자(34)는 그래파이트로 이루어지며 열분해 탄소로 침착되어, 침착층(33)이 층 깊이(40)까지 형성된다. 그래파이트 또는 열 교환 소자(34)는 상호 연결될 수 있고 열 전달 매체가 열 교환 소자(34) 내로 확산할 수 있게 하는 복수의 구멍(41)을 갖는다. 침착층(40)의 영역에는, 구멍들(41)이 열분해 탄소(42)로 침착되고 실질적으로 완전히 메워진다. 따라서, 접촉 표면들(36 및 38)의 영역 내의 구멍들(41)이 완전히 막힌다.
도 5는 열 교환 소자를 코팅하기 위한 공정의 도면을 나타내고 있다. 열 교환 소자 또는 열 교환 소자의 본체의 코팅 공정의 공정 기간(t) 동안, 제1 공정 스테이지(P1)에서의 온도(T1)는 예를 들면 600℃이고, 제1 공정 스테이지(P1) 후에 일어나는 제2 공정 스테이지(P2) 동안에는 예를 들면 1700℃의 제2 온도(T2)가 사용된다. 제1 공정 스테이지(P1) 동안에 침착층이 형성되며, 제2 공정 스테이지(P2) 동안에 표층이 형성된다. CVI 공정 또는 CVD 공정이 코팅 공정으로 예상된다.
도 6은 침착층(43)의 다른 단면도를 확대도로 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 침착층과 대조적으로, 이 경우의 열 교환 소자(44)는 이 열 교환 소자(44)에 도포되는 표층(45)을 갖는다. 표층(45)은 열분해 탄소로 이루어지며 실질적으로 0%의 다공성을 갖는다. 표층(45)은 특히 그래파이트 표면(46) 및 열분해 탄소(47)로 메워지는 침착층(43)의 구멍들(48)을 덮는다.
10, 23, 30 : 열 교환기
11, 24, 32 : 본체
12, 25, 31, 34, 44 : 열 교환 소자
13, 14 : 통로 구멍
15, 16, 26, 27 : 유동 채널
17, 18 : 접촉 표면
19 : 외부 표면
20, 21, 22, 33, 43 : 침착층
28, 29 : 층
35 : 제1 유동 채널
36 : 제1 접촉 표면
37 : 제2 유동 채널
38 : 제2 접촉 표면
39 : 벽
40 : 층 깊이
41, 48 : 구멍
42, 47 : 열분해 탄소
45 : 표층
46 : 그래파이트 표면

Claims (17)

  1. 열 교환기(10, 23, 30), 특히 레큐퍼레이터(recuperator) 등을 위한 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)를 제조하는 방법으로서,
    상기 열 교환 소자는 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되며, 상기 열 교환 소자는 상기 열 교환 소자가 상기 열 교환기의 제1 유동 채널(35)에서의 제1 접촉 표면(36) 및 상기 열 교환기의 제2 유동 채널(37)에서의 제2 접촉 표면(38)을 형성하는 방식으로 구현되고,
    상기 열 교환 소자는 열분해 탄소(pyrolytic carbon)(42, 47)로 침착되는(infiltrated) 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)는 그래파이트(graphite)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그래파이트는 ＜ 2g/㎤, 바람직하게는 1.7g/㎤ 내지 1.9g/㎤의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)를 침착할 때, 상기 열 교환 소자의 상기 그래파이트 내의 구멍들(41, 48)이 상기 열분해 탄소(42, 47)로 막히거나 메워지는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)를 상기 열분해 탄소(42, 47)로 침착할 때에 침착층(20, 21, 22, 33, 43)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 침착층(20, 21, 22, 33, 43)은 500℃ 내지 1900℃, 바람직하게는 600℃ 내지 1700℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)는 CVI(chemical vapor infiltration) 공정에 의해 침착되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)는 열분해 탄소의 표층(45)으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)는 CVD(chemical vapor deposition)에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)의 침착 또는 코팅의 공정 기간 동안, 침착이 제1 공정 스테이지(P1) 이내에서 제1 온도(T1)로 수행되고, 그 후에 상기 코팅이 제2 공정 스테이지(P2) 이내에서 제2 온도(T2)로 도포되며, 상기 제1 공정 스테이지는 상기 제2 공정 스테이지보다도 길게 선택되고/되거나 상기 제1 온도는 상기 제2 온도보다도 낮게 선택되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 제조 방법.
  11. 열 교환기(10, 23, 30), 특히 레큐퍼레이터(recuperator) 등을 위한 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)로서,
    상기 열 교환 소자는 주로 탄소로 이루어지는 재료로 구성되며, 상기 열 교환 소자는 상기 열 교환기의 제1 유동 채널(35)에서의 제1 접촉 표면(36) 및 상기 열 교환기의 제2 유동 채널(37)에서의 제2 접촉 표면(38)을 형성하고,
    상기 열 교환 소자는 열분해 탄소(42, 47)로 침착되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)의 표면(17, 18, 19, 36, 38, 46)은 완전히 침착되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)의 침착층(20, 21, 22, 33, 43)은 100㎛까지, 바람직하게는 500㎛까지, 특히 바람직하게는 2500㎛까지의 층 두께로 실현되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 24, 31, 34, 44)의 침착층(20, 21, 22, 33, 43)은 1% 미만, 바람직하게는 0.1% 미만, 특히 바람직하게는 0%의 다공성을 갖는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)의 표층(45)은 1㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 5㎛ 내지 50㎛의 층 두께로 실현되는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)는 단일체형(monolithic)으로 실현되며, 열 교환기 블록, 열 교환기 판 또는 열 교환기 관을 형성하는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 열 교환 소자(12, 25, 31, 34, 44)를 포함하는 열 교환기(10, 23, 30).
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