KR20160148658A - 유체 스트림을 재안내(re-directing)하기 위한 매니폴드 구조 - Google Patents

유체 스트림을 재안내(re-directing)하기 위한 매니폴드 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20160148658A
KR20160148658A KR1020167033270A KR20167033270A KR20160148658A KR 20160148658 A KR20160148658 A KR 20160148658A KR 1020167033270 A KR1020167033270 A KR 1020167033270A KR 20167033270 A KR20167033270 A KR 20167033270A KR 20160148658 A KR20160148658 A KR 20160148658A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
manifold
curved surface
heat exchanger
flow
Prior art date
Application number
KR1020167033270A
Other languages
English (en)
Inventor
벤자민 에이. 케니
아이하브 에드워드 게르게스
앤드류 버크렐
Original Assignee
다나 캐나다 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 다나 캐나다 코포레이션 filed Critical 다나 캐나다 코포레이션
Publication of KR20160148658A publication Critical patent/KR20160148658A/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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/0056—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another with U-flow or serpentine-flow inside conduits; with centrally arranged openings on the plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • 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
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • 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
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • 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
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • 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
    • F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
    • F28F2009/029—Other particular headers or end plates with increasing or decreasing cross-section, e.g. having conical shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/06—Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections
    • 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
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87265—Dividing into parallel flow paths with recombining

Abstract

열교환기와 같은 대응되는 유체 전달 장치로 유체를 전달하거나 또는 대응되는 유체 전달 장치로부터 유체를 배출하기 위한 매니폴드캐비티의 제1단부와 제2단부 사이에서 유체 스트림을 재안내하는 매니폴드 구조가 공개된다. 특히, 유체 전달 장치를 둘러싸는 유동 박스 내에 형성된 매니폴드 구조가 개시되며, 여기서 매니폴드 구조는 유동 박스 내에 하우징된 열교환기와 같은 유체 전달 장치로 유입 유체를 재안내하거나 또는 유체 전달 장치로부터의 유출 유체를 재안내한다. 하나의 실시예에서, 상기 매니폴드 구조는 유체 스트림을 제1방향에서 제2방향으로 또는 그 반대로 재안내하기 위한 오목한 곡률을 갖는 제1굽은표면을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 매니폴드 구조는 상기 제1굽은표면과 마주보고 이격된 관계에 있는 볼록한 곡률을 갖는 제2굽은표면을 추가로 포함하고, 상기 대응되는 제1및 제2굽은표면은 소용돌이 운동을 유체스트림으로 유도한다.

Description

유체 스트림을 재안내(re-directing)하기 위한 매니폴드 구조{MANIFOLD STRUCTURE FOR RE-DIRECTING A FLUID STREAM}
본 발명은 유체 스트림(flow stream)을 재안내하기 위한 매니폴드 구조뿐만 아니라 장치 또는 시스템 내에서 추가적인 구성 요소로 들어오는 유체 스트림의 유동 분포를 촉진할 수 있는 매니폴드 구조와도 관련 있다. 특히, 본 발명은 유입 및/또는 유출 유체 스트림을 재안내하고 열교환기 장치를 통해 보다 균일한 유동 분포를 촉진하기 위한 매니폴드 구조와 관련 있다.
본 출원은 2014년 5월 2일 “열교환기 장치용 유동 촉진 매니폴드 구조 및 같은 것을 결합하는 열교환기 장치” 라는 제목으로 출원된 미국 임시출원 번호 61/987,570의 우선권 및 이익을 청구한다. 상기 특허출원의 내용은 본 출원의 상세한 설명에 명백히 참조로 결합된다.
유체 하우징 내에 배치된 열교환기들이 알려져 있으며 이는 다양한 적용 사항에 사용된다. 일반적으로, 열교환기는 종종 유체 하우징 내에 배치되어 열교환기를 유체 내에 담그거나 또는 유체가 열교환기를 가로질러 하우징을 통해 흐르게함으로써 서로의 열전달 관계에 적어도 2개의 상이한 유체를 가져온다. 상기 하우징의 유체 주입구/배출구의 배치 및 하우징의 전체적인 구조는 상기 열교환기를 건너서 및/또는 통해서 유체 유동에 영향을 끼칠 수 있고, 그럼으로써 전체적인 열교환기 장치의 전체적인 효율성 및/또는 성능에 영향을 끼친다. 또한 외부 하우징 내의 열교환기의 배치 및/또는 위치는 일반적으로 상기 장치의 전체적인 성능에 영향을 끼친다. 방향 변경이 대응되는 장치에 걸쳐서 에너지 손실 및/또는 압력 강하의 증가를 야기할 수 있음에 따라, 유체가 하우징을 빠져나가는 방향과 상이한 방향으로(또는 그 반대) 하우징에 진입하는 경우 명백해진다. 추가적으로, 상기 하우징의 유체 주입구의 특정 위치는 대응되는 열교환기 또는 다른 장치와 관련된 유체 경로를 통해 상기 유입 유체 유동이 균일하게 및/또는 충분히 분포되었는지에 관하여 영향을 끼칠 수 있고, 그럼으로써 상기 장치의 전체적인 효율 및 성능에 영향을 끼친다. 따라서, 유입 유체가 둘러싸인 열교환기 또는 다른 적합한 구성요소 또는 장치를 향해 및/또는 이로부터 방출되는 방식은 전체적인 열전달 성능을 최적화하려고 시도할 때의 중요한 고려사항이다.
따라서, 유입 및/또는 유출 유체 유동을 안내 및/또는 분포하기 위한 개선된 매니폴드 구조가 필요하고, 특히 전체적인 어셈블리 또는 그 반대를 빠져나가는 방향과 상이한 방향으로 유체가 열교환기 또는 다른 적합한 장치로 진입하는 경우에 이러한 구조가 필요하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유체를 수신하기 위한 매니폴드 캐비티; 상기 매니폴드 캐비티와 유체 교류를 하는 제1유체개구로서, 상기 제1유체개구는 제1방향으로 맞춰진 유동 축을 갖고, 상기 제1유체개구는 상기 제1방향에서 상기 매니폴드 캐비티로 상기 유체를 주입하거나 또는 상기 매니폴드 캐비티로부터 상기 유체를 배출하기 위한 상기 매니폴드 캐비티의 제1단부에 위치하는 상기 제1유체개구; 상기 매니폴드 캐비티와 유체 교류를 하는 제2유체개구로서, 상기 제2유체개구는 일반적으로 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 맞춰진 유동 축을 갖고, 상기 제2유체개구는 상기 제2방향에서 상기 매니폴드 캐비티로 상기 유체를 주입하거나 또는 상기 매니폴드 캐비티로부터 상기 유체를 배출하기 위한 상기 매니폴드 캐비티의 제2단부에 배치되는 상기 제2유체개구; 상기 제1유체개구와 일반적으로 반대 쪽에 있는 상기 매니폴드 캐비티의 바닥 부분을 형성하는 제1굽은표면으로서, 상기 제1굽은표면은 오목한 곡률을 갖는 상기 제1굽은 표면을 포함하고; 상기 제1굽은표면은 상기 제1방향 또는 제2방향 어느 한쪽에서부터 상기 제1방향 또는 제2방향의 나머지 한쪽으로 유체 유동을 재안내하기 위한 유동 전환 표면인 매니폴드 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1매니폴드캐비티 및 제2매니폴드캐비티 및 상기 제1및 제2매니폴드캐비티를 서로 연결하는 유동 통로를 정의하는 하우징; 상기 제1매니폴드캐비티와 유체 교류를 하는 상기 하우징에 형성되고 제1방향으로 맞춰진 유동 축을 갖는 제1유체개구; 상기 제2매니폴드캐비티와 유체 교류를 하는 상기 하우징에 형성되고 제2방향으로 맞춰진 유동 축을 갖는 제2유체개구; 상기 제1매니폴드캐비티 및 제2매니폴드캐비티 사이의 유동 통로 내에 위치한 열교환기로서, 상기 열교환기는 제1유체를 전달하기 위한 복수의 제1유체채널 및 제2유체를 전달하기 위한 복수의 제2유체채널을 구비하고, 상기 열교환기는 상기 제1매니폴드캐비티와 유체 교류를 하는 제1단부 및 상기 제2매니폴드캐비티와 유체 교류를 하는 제2단부를 구비하는 상기 열교환기; 상기 제1유체개구와 일반적으로 마주 보는 상기 제1매니폴드캐비티의 베이스 단부를 형성하는 제1굽은표면으로서, 상기 제1굽은표면은 상기 제1유체개구를 향해 연장되는 제1부분 및 상기 유체 주입구로부터 먼 쪽으로 연장되고 그 사이에 오목한 곡률을 정의하는 제2부분을 구비하는 상기 제1굽은표면;을 포함하고 상기 열교환기의 제1유체채널로 또는 유체채널로부터의 전달을 위해, 상기 제1굽은표면은 상기 제1유체개구 또는 제2유체개구 중 하나 및 상기 제1유체개구와 제2유체개구의 나머지 사이의 유체 유동을 상기 제1 및 제2방향의 하나에서 제1 또는 제2방향의 나머지 방향으로 재안내하기 위한 유동 전환 표면인 열교환기 장치가 제공된다.
이제 참조는 본 출원의 실시예를 나타내는 첨부된 도면에 대하여 예시로서 설명될 것이다:
도1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 장치의 사시도이다;
도2는 도1의 열교환기 장치의 상면도이다;
도3은 상기 열교환기 장치의 세로축을 따라 취한 도1의 열교환기 장치의 횡단면도이다;
도3A는 위에 제어 장치를 구비한 도1의 열교환기 장치의 사시도이다;
도4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기 장치의 상면도, 사시도이다;
도5는 도4의 열교환기 장치의 베이스 플레이트의 상면도, 사시도이다;
도6은 상기 열교환기 장치의 세로축에 수직인 축을 따라 취한 도4의 열교환기 장치의 매니폴드 구조의 횡단면도이다;
도7은 도6의 매니폴드 구조의 구성요소의 상면도, 사시도이다;
도8은 도4의 열교환기 장치의 커버 부분의 상면도, 사시도이다;
도9는 도8의 커버 부분의 측면도이다;
도10은 도7의 커버 부분의 하면도, 사시도이다;
도11은 도1의 열교환기 장치를 통하는 유체 유동의 개략도이다;
도11A는 제1매니폴드캐비티가 배출구 매니폴드로 기능하는 경우의 도1의 열교환기 장치를 통하는 대체적인 유체 유동 경로의 개략도이다;
도12는 도4의 열교환기 장치를 통하는 유체 유동의 개략도이다;
도12A는 상기 제1매니폴드캐비티가 배출구 매니폴드로 기능하는 경우의 도4의 열교환기 장치를 통하는 대체적인 유체 유동의 개략도이다;
도13은 상기 장치를 통하는 유체 유동을 묘사하는 본 발명에 따른 열교환기 장치의 유체 모델이다;
도14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기 장치의 상면도, 사시도이다;
도15는 상기 열교환기 장치의 세로축에 수직인 축을 따라 취하는 도14의 열교환기 장치의 매니폴드 구조의 횡단면도이다;
도16은 도14의 열교환기 장치의 커버 부분의 상면도, 사시도이고; 및
도17은 도14의 열교환기 장치의 베이스 플레이트의 상면도, 사시도이다.
유사한 참조 부호들은 유사한 구성 요소를 표시하기 위해 상이한 도면들에 이용되어 왔다.
도1 내지 도3을 참조해보면, 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 구조(100)를 포함하는 전형적인 열교환기 장치(10)가 나타나 있다. 참조의 편의를 위해, 실시예는 열교환기 장치와 관련하여 묘사될 것이지만, 예를 들어 특정 적용 사항에 따라, 묘사된 기술이 물질 전달 또는 가습기 장치와 같은 다른 유체 전달 장치에 관하여 사용될 수 있음이 이해된다.
도시된 바와 같이, 상기 열교환기 장치(10)는 유동 박스 또는 외부 하우징(14) 내에 배치되는 열교환기(또는 유체 전달 장치, 12)를 포함한다. 일반적으로 상기 유동 박스(14)는 베이스 플레이트(16) 및 베이스 플레이트(16)의 위에 위치한 커버 부분(18)이 포함되는 외부 케이스 또는 하우징의 형태를 띠고 결합 구조 내의 열교환기(12)를 둘러싼다. 대상 실시예가 상기 어셈블리 내에 둘러싸인 열교환기(12)에 관하여 묘사되는 한편, 상기 매니폴드 구조(100) 및/또는 유동 박스(14)는 물질 전달 장치 또는 가습기와 같은 다른 유체 전달 장치들과의 결합에 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 열교환기에서만 사용되는 것으로 제한되지 않고, 전달되고 방출되는 유체를 갖는 다른 장치들이 본 발명의 범위 내에서 고려되는 것이 이해될 것이다.
유동 박스(14)는 일반적으로 상기 커버 부분(18)의 상부 표면(17)에서 유동 박스(14)의 한쪽 단부에 있는 유체 주입구 또는 제1유체개구(13)를 정의하고, 상기 유동 박스(14)의 커버 부분(18)의 단부 벽(19)에서 유동 박스(14)의 반대 단부에 배치된 유체 배출구 또는 제2유체개구(15)를 정의한다. 따라서, 상기 제1유체개구(13)는 일반적으로 유동 박스(14) 및/또는 유동 박스(14) 내에 둘러싸인 열교환기 또는 유체 전달 장치(12)의 세로축에 대하여 수직하는 유동 축을 갖는다. 상기 제2유체개구(15)는 제1유체개구(13)에 대한 반대 단부에서 유동 박스(14)의 단부 벽(19)에 형성되었으므로, 일반적으로 제1유체개구(13)의 유동 축에 수직이고 유동 박스(14) 및/또는 유동 박스(14) 내에 장착된 열교환기(또는 유체 전달 장치,12)의 세로축에 평행 및/또는 일직선 상에 있는 유동 축을 갖는다. 대상 실시예에서, 상기 제2유체개구(15)가 배출구 개구로서 기능하는 동안 제1유체개구(13)는 주입구 개구로서 기능하지만, 반대의 유동 방향 역시 가능하다는 것이 이해된다. 따라서, 작동 중에, 제1열교환기유체는 상기 유동 박스(14) 내에 장착된 열교환기(12)와의 접촉 및 열교환 관계를 맺기 위해 제1유체개구(13)를 통해 상기 열교환기 장치(10)로 진입하고 매니폴드 구조(100)를 통과하도록 방향 지어진다. 상기 유체가 제1유체개구(15)를 통해 열교환기 장치(10) 및 열교환기(12)를 빠져나가기 전에, 상기 유체는 열교환기(12)를 통해 흐르는 제2유체와 열전달 관계 상태로 열교환기(12)를 통해 흐른다. 그러므로, 상기 유동 박스(14)를 통하는 전체적인 유체 유동은 제1유체개구(13) 및 제2유체개구(15) 사이에서 적어도 약 90도의 유동 방향의 변화를 겪게 된다. 상기 유동 박스(14)의 베이스 플레이트(16) 및 커버 부분(18) 구조의 재료는 특별히 한정되지 않고, 열교환기 장치(10)의 특정 적용 사항에 따라 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 커버 부분(18) 및/또는 베이스 플레이트(16)는 적합한 플라스틱 재료로 형성될 수 있다.
열교환기(또는 유체 전달 장치, 12)는 임의의 적합한 형태일 수 있고, 상기 실시예에서는, 도3에 도시된 바와 같이 제2열교환유체의 유동을 위한 내부 유체 유동 통로(21)를 각각 정의하는, 복수의 이격된, 적층 튜브형 부재(20)를 포함하는 적층 플레이트형 열교환기의 형태이다. 각각의 튜브 부재(20)는 상기 내부 유체 유동 통로(21)와 교류를 하는 유체 주입구 개구 및 유체 배출구 개구를 구비하고, 튜브 부재들(20)에 인접한 상기 유체 주입구 개구 및 유체 배출구 개구는 유체 주입구 매니폴드(22) 및 유체 배출구 매니폴드(24)를 정의할 수 있도록 일직선 상에 놓인다(도1 및 도2에서 개략적으로 나타남). 대응되는 개구들(26,28 도5참조)은, 적합한 유체 주입구/배출구 피팅들(도시되지 않음)이 상기 열교환기(12)를 통해 제2유체를 유입하고 방출하기 위한 유체 주입구 및 배출구 매니폴드(22,24)와 교류를 하는 상태로 장착되는 것을 허용하기 위해 상기 열교환기 장치(10)의 베이스 플레이트(16)에 형성될 수 있다(또는 특정 적용 사항에 따라 커버 부분(18)에 형성될 수 있다). 일부 실시예에서, 상기 열교환기 장치(10)는 대응되는 유체 소스와(예를 들어, 자동차 시스템 구성요소의 하우징과 같은) 유체 교류를 직접적으로 하는 상태로 장착될 수 있다. 선택적으로, 상기 열교환기(12)의 주입구 및 배출구 매니폴드(22,24)의 정확한 위치/배치에 따라, 상기 주입구 및 배출구 개구(26,28)들은 유동 박스(14)의 커버 부분(18)에 형성될 수 있다.
상기 이격된, 적층 튜브형 부재들(20) 사이에서 형성된 공간은 은 상기 열교환기(12)를 통해 흐르도록 제1유체개구(13)를 통해 열교환기 장치(10)로 진입하는 제1열교환유체의 유동을 위해 제2세트의 유체 통로(25)를 형성함으로써, 상기 제1열교환유체를 둘러싸인 제1세트의 유체 통로(21)를 통해 흐르는 제2열교환유체와의 열교환 관계를 초래한다. 핀과 같은 열교환 증강 장치들은 열교환 효율성 및/또는 상기 열교환기 구조의 전체적인 내구성을 증가시키기 위해 이격된, 튜브형 부재들 사이에 위치할 수 있다. 선택적으로, 상기 적층 튜브형 부재들(20)은 유사한 효과를 얻기 위해 튜브 부재들(20)의 외부 또는 내부 표면에 형성된 딤플(dimples), 립(ribs) 또는 다른 돌기(27)로 형성될 수 있다. 또한, 딤플 또는 립(27)과 같은 다른 장치들 또는 터뷸라이저는 상기 기술에 알려진 원리에 따라 열교환을 증가시키기 위해 내부 유체 유동 통로(21) 내에 형성되거나 또는 배치될 수 있다. 다른 실시예에서 상기 튜브 부재들(20)이 맞추어지는 플레이트 쌍(mating plate pairs)으로부터 형성될 수 있는 반면, 일부 실시예에서 상기 튜브 부재들(20)은 단일 구조로서 형성될 수 있다.
열교환기(또는 유체 전달 장치, 12)는 유동 박스(14) 내에 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 열교환기는 베이스 플레이트의 내부 표면의 일반적으로 평면인 중앙 부분에 위치하고, 흐름 박스의 커버 부분은 열교환기의 상부 위에 배치되며 베이스 플레이트의 상부 또는 내부 표면(12)에 대항하여 밀봉한다. 일부 실시예에서, 상기 베이스 플레이트(16)는 커버 부분(18)의 개방 단부(36)와 연결하기 위한 밀봉 표면을 제공하기 위해 베이스 플레이트(16)의 주변 모서리(34)로부터 안쪽으로 배치된 융기 가장자리(raised lip), 또는 주변의 림(rim)으로 형성될 수 있다. 따라서, 필요할 경우, 상기 베이스 플레이트(16)의 일부는 추가적인 장착 표면을 제공하기 위해 커버 부분(18)에 의해 정의된 경계를 넘어서 바깥쪽으로 연장한다. 또한 장착 구멍들(37)은 베이스 플레이트(16) 주변에서 이격된 간격으로 형성되어 열교환기 장치(10)가 예를 들어 전체적인 시스템 내에서 대응되는 구성요소에 장착되는 것 및/또는 고정되는 것을 도울 수 있다.
제1매니폴드캐비티 또는 공간(40)은 유동 박스(14)의 주입구 또는 제1단부에서 커버 부분(18) 내에 정의되고, 상기 제1매니폴드캐비티는 일반적으로 제1유체개구(13)와 나란히 위치하게 되며, 열교환기(12)에 형성된 제2세트의 유체 통로(25)의 개방 단부들에 개방되고 유체 교류를 하게 된다. 제2매니폴드캐비티 또는 공간(42)은 유동 박스(14)의 배출구 단부에서 커버 부분(18) 내에 정의되고, 제1유체가 제2유체개구(15)를 통해 열교환기 장치(10)로부터 방출되기 전에 제2세트의 유체 통로(25)를 빠져나올 때 상기 제1유체를 수신하기 위해, 상기 제2매니폴드캐비티(42)는 상기 열교환기(12)에서 제2세트의 유체 통로(25)의 배출구 단부와 유체 교류를 한다. 일반적으로, 상기 열교환기(12)의 유체채널(25)을 통해 균일하고 및/또는 최적화된 유체 분포를 보장하기 위해, 유입 유체가 상기 열교환기(12)의 주입구 단부의 넓은 영역을 걸쳐 열교환기(12)를 향하게 되는 것이 바람직하다. 도2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 유체 유동이 상기 열교환기(12)의 주입구 단부의 넓은 영역을 향해 흐르는 것을 촉진하기 위해 제1유체개구(13)는 열교환기(12)의 주입구 단부 또는 열교환기 장치의 세로축에 대하여 약간 오프셋 상태로 배치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1유체개구(13)는 열교환기(12)의 주입구 단부의 하부 왼쪽 코너에 위치하도록 커버 부분(18)에서 형성된다(위에서 볼 때). 또한 커버 부분(18)은 열교환기(12)의 전체적인 단부면 또는 주입구 단부를 가로질러 상기 열교환기(12)의 한쪽 코너에 일반적으로 위치하는 제1유체개구(13)로부터의 유체 유동을 촉진하기 위하여 형태가 형성되고 윤곽이 잡힌다. 더 구체적으로, 일반적으로 직사각형, 돔형 구조를 갖는 커버 부분(18)보다, 상기 커버 부분(18)의 주입구 단부는 도2의 상면도에 도시된 바와 같이, 열교환기(12)의 상부 왼쪽 코너를 향해 바깥쪽으로 연장 또는 테이퍼(taper)되기 전에 제1유체개구(13) 주변에서 안쪽으로 테이퍼되도록 윤곽이 잡히고, 상기 커버 부분(18)의 안쪽으로 테이퍼된 영역(23)은 도2의 상면도에서 도시된 바와 같이, 커버 부분(18)의 굴곡진 상부 왼쪽 코너를 형성한다. 상기 커버 부분(18)의 형태는 열교환기(12)의 유체 채널(25)로의 유체 분포를 보장하도록 도우며 제1유체개구(13)에서 열교환기(12)의 전체적인 단부면 (entire end face) 또는 주입구 단부로 향하는 유동 분포를 촉진하도록 돕는 안쪽으로 테이퍼된 영역(23)에서의 거의 깔때기 또는 노즐과 같은 부분 또는 제1매니폴드 캐비티(40)의 영역을 생성한다.
유채 채널(25)을 통한 적당한 유동 분포를 보장하기 위한 노력으로 제1유체개구(13)를 통해 열교환기 장치(10)에 진입하여 열교환기(12)의 주입구 단부를 향하는 제1열교환유체의 재안내(re-direction)를 추가로 돕기 위해, 베이스 플레이트(16)에는 제1램프(ramp) 또는 주입구 램프(46)가 제공되어 있다. 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 제1램프(46)는 베이스 플레이트(16)로부터 멀리 위쪽으로 제1유체개구(13)를 향하여 제1매니폴드캐비티(40)로 연장하는 제1단부(48) 및 제1매니폴드캐비티(40)를 통해 열교환기(12) (또는 유동박스(14) 내에 둘러싸인 임의의 다른 적합한 장치)를 향해 아래쪽으로 경사진 제2단부(50)를 구비한다. 아래쪽으로 경사진 앞면(52)뿐만 아니라, 상기 제1램프(46)의 뒷면(54)은 제1매니폴드캐비티(40)를 형성하는 커버 부분(18) 표면의 내부 형태 또는 윤곽에 상응하도록 형상화되거나 또는 만곡될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서, 상기 커버 부분(18)은 제1매니폴드캐비티(40)의 다소 원형 또는 원통형 후미벽을 정의하고, 상기 제1램프(46)의 뒷면(54)은 상기 제1매니폴드캐비티(40)를 형성하는 커버 부분(18)의 내부 형태에 일반적으로 대응하도록 만곡된다. 도2에서 명확히 도시된 바와 같이, 제1램프(46)는 안쪽으로 테이퍼된 영역(23)을 향해 점차적으로 기울어져서 열교환기(12)를 향한 제1매니폴드캐비티(40)를 통한 유체 분포를 촉진한다. 그러므로, 제1램프(46)는 유체 스트림의 유동 방향에서의 갑작스러운 변화와 관련된 바람직하지 않은 압력 강하뿐만 아니라 에너지 손실을 줄이고 및/또는 방지하는 방식으로 대략 90도의 굴곡을 통해 유입 유동을 재안내하도록, 제1유체개구(13)를 통해 유동 박스(14)에 들어오는 유체 유동 내로 움직임 및/또는 혼합을 점차적으로 도입하는 유동 전환기의 역할을 한다. 제1램프(46)는 베이스 플레이트(16)의 일부로서 일체형으로 형성될 수 있고, 또는 임의의 적합한 수단에 의해 상기 베이스 플레이트(16)에 고정되는 별도의 구성요소로서 형성될 수 있다.
또한 제2 또는 배출구 램프(56)는 열교환기 장치(10)의 배출구 또는 제2단부에서 베이스 플레이트(16) 위에 제2매니폴드캐비티(42) 내에 제공될 수 있다. 상기 제2램프(56)는 일반적으로 상향 경사진 램프의 형태이며, 상기 상향 경사진 표면(58)은 열교환기(12)의 제2세트의 유체 통로(25)를 나오는 유체가 열교환기 장치(10)의 제2유체개구(15)를 향해 전환 및/또는 재안내하도록 열교환기(12)의 제2세트의 유체 통로(25)의 배출구 또는 제2단부를 향한다. 상기 제2램프(56)는 열교환기 장치(10)의 제2유체개구(15)가 열교환기(12)의 바닥에 대해 다소 상승되어 최하부 유체 통로(25)를 빠져나가는 유체가 제2유체개구(15)를 향해 위쪽으로 향할 수 있는 경우에 특히 유용하다. 이와 유사하게, 제2매니폴드캐비티(42) 안쪽의 커버 부분(18)의 내부 표면은 열교환기(12)의 최상부 유체 통로(25)를 빠져나가는 유체가 배출구(15)를 향하는 것을 돕기 위해 제2유체개구(15)를 향해 경사지도록 형성될 수 있다.
상기 제1램프(46)가 유동 박스(14) 내에 둘러싸인 유체 장치를 향해 유입 유체를 안내/전환하기 위한 제1매니폴드캐비티(40)와 관련되어 묘사되고 상기 제2램프(56)가 유동 박스(14)로부터 유체가 방출되는 것을 돕기 위해 제2매니폴드캐비티(42)와 관련되어 배치되었지만, 상기 유동 박스(14)를 통과하는 유동 방향은 유체가 제2매니폴드캐비티(42)를 통과하여 유동 박스(14)로 진입하고 제1매니폴드캐비티(40)를 거쳐 유체가 유동 박스(14)를 빠져 나가면서 것으로 반대가 될 수 있고, 혼합(mixing) 및/또는 움직임은 위에서 묘사한 것과 동일한 방식으로 유출 유체 유동 내로 소개된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 상기 제1매니폴드캐비티(40)는 주입구 매니폴드캐비티에 한정되도록 의도되지 않으며 열교환기 장치(10)를 통하는 상기 묘사된 유동 방향은 반대가 될 수 있음이 이해될 것이다.
상기 제1매니폴드캐비티(40)가 유동 박스(14) 구조의 일부로서 형성되는 것으로 묘사되었지만, 유체 주입구(또는 유체개구,13)를 구비한 제1매니폴드캐비티(40)는 관련 유체 전달 장치 또는 하우징을 통해 유체의 전달 또는 방출을 돕기 위해 대응되는 종래의 하우징에, 또는 열교환기와 같은 유체 전달 장치에 직접적으로 적합하게 연결되거나 부착되는 별개의 구성요소 또는 피팅으로서 형성될 수 있음이 이해될 것이다.
일부 실시예에서, 그리고 상기 열교환기 장치(10)의 특정 적용사항에 따라, 열교환기 장치(10)와 함께 유동 제어 장치를 장착하는 것이 바람직할 수 있다. 더 구체적으로, 유동 박스(14)로 진입하는 제1열교환유체의 유동률 및 소스를 제어하도록 구성된 제어밸브(도3A에 도시됨, 29)는 일반적으로 제1유체개구(13)와 유체 교류를 하는 커버 부분(18)의 상부 표면 또는 평평한 상부에 장착될 수 있다. 상기 제어밸브(29)가 열교환기 장치(10)의 전체적인 패키지 높이에 추가될 수 있지만, 커버 부분(18)의 상부 표면에서의 제어밸브(29) 또는 제어 장치의 위치 설정(positioning)은 특정 장착 영역 또는 장착 플랜지를 제공하도록 열교환기 장치(10)의 추가적인 수정을 요구하지 않고 열교환기 장치(10)의 전체적인 길이에 추가되지 않으며 상기 커버 부분(18)의 상부 표면에 의해 제공되는 일반적으로 평평한 영역을 이용한다.
도4 내지 도9를 참조하면 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 매니폴드 구조(100)를 포함하는 열교환기 장치(10)가 나타나 있다. 상기 예시적인 실시예에서, 열교환기 장치(10)는 유동 박스 또는 외부 하우징(14) 내에 배치된 열교환기(12)를 포함한다는 점에서 상기 묘사된 실시예와 유사하고, 상기 유동 박스(14)는 일반적으로 베이스 플레이트(16) 및 상기 베이스 플레이트(16) 위에 위치하고 결합 구조 내에 있는 열교환기(12)를 둘러싸는 커버 부분(18) 으로 구성된 외부 케이스 또는 하우징의 형태이다. 그러나, 도5에 명확히 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 제1방향에서의 유입 유동을 제2방향에서의 열교환기(12)를 향해 재안내하기 위하여 제1매니폴드캐비티(40)를 향해 위쪽으로 연장하는 제1단부(48) 및 열교환기(12)의 리딩 또는 주입구 단부를 향해 직접적으로 연장하는 아래쪽으로 경사진 제2단부(52)를 구비하는 제1램프(46)를 제공하는 것보다, 상기 베이스 플레이트(16)는 표면 내에 일반적으로 U자 형태로 굽은 오목한 곳 또는 하프 토러스(half-torus) 형태의 오목한 곳(59)을 제공하도록 형성된다. 상기 일반적으로 U자 형태로 굽은 오목한 곳 또는 하프 토러스 형태의 오목한 곳(59)은 일반적으로 중앙 돌출부(62) 주위에 굽은 채널 영역(60)을 형성하고, 상기 굽은 채널 영역(60)은 열교환기(또는 다른 장치,12)가 위치한 베이스 플레이트의 중앙 평면 부분(30)을 향해 각각 연장하는 각각의 단부들(64)을 구비한다. 본 실시예에서, 상기 유동 박스(14)는 이전에 묘사된 실시예의 유동 박스(14)와는 약간 다른 구조를 갖는다. 더 구체적으로, 본 실시예에서, 상기 유동 박스(14)는 적층 튜브형 또는 적층 플레이트형 스타일의 열교환기(또는 다른 유체 전달 장치, 12)를 하우징하기 위한 일반적으로 직사각형인 부분(31)을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형인 부분(31)은 매니폴드 구조(100)를 통합하는 더 둥글고, 돔 형태인 단부 부분(33)에 일체형으로 형성된다. 따라서, 상기 유동 박스(14)는 열교환기(12)의 리딩 모서리 또는 주입구 단부로부터 약간 이격된 제1매니폴드캐비티(40)를 형성하는 유동 박스(14)의 더 둥근 단부(33)를 구비하므로 이전에 묘사된 실시예와 비교하여 약간 연장된다. 열교환기(12)의 리딩 에지 또는 주입구 단부로부터 약간 이격된 매니폴드 구조(100)의 공간은 유체가 열교환기의 리딩 에지 또는 주입구 단부에 영향을 주거나 또는 악영향을 주기 전에 제1매니폴드캐비티(40)로 진입하는 유체 유동을 재안내하기 위한 추가적인 공간을 제공한다. 역방향 유동 방향에서, 열교환기(또는 다른 유체 전달 장치)의 단부 사이의 공간 또는 갭은 매니폴드 구조(100)를 향해 나아가는 유체를 퍼널링(funneling)하기 위한 추가적인 공간을 제공한다. 그러나, 제1매니폴드캐비티(40)의 특정 사이즈 및 제1매니폴트캐비티(40)와 열교환기(12)의 단부 에지 사이에 제공된 정확한 공간은 상기 열교환기 장치(10)뿐만 아니라 전체적인 장치(10)에 대한 임의의 패키징 요구사항에 좌우된다는 것이 이해될 것이다.
제1매니폴드캐비티(40)와 관련 열교환기(또는 다른 적합한 장치,12)의 리딩 에지 또는 단부면 사이에 제공되는 공간을 고려할 때, 유체 주입구(또는 개구,13)를 구비하는 제1매니폴드캐비티(40)는 대응되는 유동 박스 또는 하우징 또는 다른 유체 전달 장치에 적합하게 연결되거나 또는 부착되는 별개의 구성요소 또는 피팅으로서 형성될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 일부 실시예에서 상기 매니폴드 구조(100)는 유동 박스 또는 열교환기 장치의 나머지 구성요소와 분리될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 앞서 묘사한 실시예에서와 같이 열교환기(12)에 대하여 오프셋(offset) 되는 제1유체개구(13)를 구비하는 대신, 제1유체개구(13)는 제1매니폴드캐비티의 돔형 주입구 단부(33) 내 중심에 배치된다. 작동 시에, 일반적으로 중심에 위치한 제1유체개구(13)를 통해 열교환기 장치(10)로 진입하는 제1열교환유체는, 제1매니폴드캐비티의 베이스에 형성된 중앙 돌출부(62)와 접촉하고, 상기 중앙 돌출부(62) 주위에서 분열되거나 또는 확산되는 경향이 있고, 이는 상기 유체가 도6에 개략적으로 도시된 것과 같이 중앙 돌출부(62) 주변에 형성된 U자 형태의 채널 영역(60)의 굽은 또는 오목한 벽의 제2부분을 따라 위쪽으로 향하기 전에 우선 U자 형태의 채널 영역(60)의 제1부분을 따라 아래쪽으로 향하게 되는 것을 야기한다. 또한 상기 커버 부분(18)의 돔형 부분(33)의 내부 표면(63)은 상기 유체가 다시 열교환기(12)로 향하도록 스스로 되돌아가는 것을 촉진한다. 따라서, 커버 부분(18)의 주입구 부분(33)의 대응되는 돔형 내부 표면(63) 및 채널 영역(60)에 의해 제공된 굽은, 오목한 표면을 따른 유체 유동의 위쪽 굴절은 유동 박스(14)의 제1매니폴드캐비티(40) 내에 바람직한 유체 역학을 생성하며 유체 유동으로의 소용돌이 운동을 유도하는 경향이 있다. 상기 커버 부분(18)의 베이스 플레이트(16) 및 대응되는 주입구 영역(33)의 형성에 의해 유체 유동 내로 유도된 소용돌이 운동 또는 소용돌이 유동은 유동 방향에서의 보다 더 갑작스러운 변화와 종종 관련된 알려진 압력 및/또는 에너지 손실 중 일부와 직면하지 않고 제1방향에서 유동 박스(14)로 진입하는 유체 스트림을 열교환기(12)로 향하게 돕는다.
유동 박스(14)의 매니폴드 구조(100)의 제1매니폴드캐비티(40) 내에 형성된 소용돌이 유동은 제1유체개구(13) 내에 장착된 매니폴드 인서트(68)를 제공함으로써 뿐만 아니라 열교환기(12)의 주입구 단부를 향해 유입 유체의 재안내를 촉진하기 위한 커버 부분(18)을 구체적으로 맞춤으로써 향상될 수 있다. 도6 및 도7에서 가장 명확히 도시된 바와 같이, 매니폴드 인서트(68)는 서로 마주보는 제1단부(72) 및 제2단부(74) 사이에서 연장되는 길고, 일반적으로 원통형인 튜브형 몸체(70)를 구비하는 튜브의 형태이다. 상기 일반적으로 원통형, 긴 튜브형 몸체(70)는 상기 커버 부분(18)에서 형성된 제1유체개구(13) 내에 피트(fit)되도록 크기가 맞춰지고 유동 박스(14) 내에 형성된 제1매니폴드캐비티(40) 내로 상기 인서트(68)가 연장되는 것을 허용하는 길이를 갖는 외부 직경(D1)을 갖는다. 상기 제1단부(72)는 제1열교환유체의 열교환기 장치(10)로의 유입을 위한 개방 단부(76)를 제공한다. 상기 튜브형 몸체(70)의 제2단부(74)는 또한 개방 단부(80)를 제공하고 상기 제2개방단부(74)를 둘러싸는 바깥쪽으로 나팔형이고 상향하여 굽어진 에지(78)로서 형성된다. 상기 바깥쪽으로 나팔형이고 상향하여 굽어진 에지(78)에 의해 형성된 제2단부(74)의 전체적인 외부 직경(D2)은 그 사이에 일반적으로 고리 형태의 갭(81)을 제공하도록 유동 박스(14)의 커버 부분(18)의 내부 표면에 의해 형성된 돔형 제1매니폴드캐비티(40)의 전체적인 내부 직경보다 일반적으로 짧다.
도6, 도12 및 도13에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 제1열교환유체는 매니폴트 인서트(68)의 개방 단부(76)로 진입하여 상기 매니폴드 인서트(68)의 중앙 통로를 통해 제1매니폴드캐비티(40) 내의 아래쪽으로 이동한다. 상기 유체가 매니폴드 인서트(68)의 제2단부(74)를 빠져나감에 따라, 상기 유체는 중앙 돌출부 또는 유동 분할 특징부(62) 주위의 유입 유동을 나누고 및/또는 분할하는 역할을 하는 베이스 플레이트(16)에 형성된 중앙 돌출부(62)와 만난다. 그리고 매니폴드 인서트(68)의 제2단부(74)의 상향 나팔형 또는 굽은 에지(78)를 따르고 상기 매니폴드 인서트(68)의 제2단부(74)와 커버 부분(18)의 제1매니폴드캐비티(40)의 내부 표면(63) 사이에 제공된 갭(81)을 통과할 뿐만 아니라 베이스 플레이트(16)에 형성된 U자 형태의 채널 영역(60)의 굽은, 오목한 표면을 따라 상기 유체는 위쪽으로 이동하거나 또는 주위에서 소용돌이치기 시작한다. 상기 갭(81)을 일단 통과하면, 상기 유체는 커버 부분(18)의 돔형 내부 표면(63)을 따라 흐를 뿐만 아니라 매니폴드 인서트(68)의 나팔형 에지(78)의 오목한 상부 표면을 따라 흐를 수 있다. 전체적인 매니폴드 구조(100)에 의해 제공되는 다양한 대응되는 굽은 표면의 수단에 의해 유입되는 유체 유동에 도입되는 소용돌이 운동은 유입 유체를 큰 표면을 가로질러 열교환기(12)의 주입구 단부를 향해 재안내하도록 하는 역할을 하고, 상기 유체는 일반적으로 열교환기(12)의 각각의 채널에 걸쳐 적합한 유체 분포를 보장하는 것을 도울 뿐만 아니라 열교환기 장치(10)의 전체적인 열전달 성능을 향상시키는 것을 돕는 바람직한 유체 역학 특성들을 갖는다. 베이스 플레이트(16)에 형성된 오목한 프로파일과 매니폴드 인서트의 상향 나팔형 에지(78)의 대응되는 볼록한 표면 사이에 유입 유체를 효과적으로 끼움으로써(샌드위치시킴으로써), 바람직하지 않은 압력 강하 및/또는 에너지 손실과 종종 연관 있는 급격한 90도 회전과는 대조되는 소용돌이 및/또는 구불구불한 유체 패턴의 수단에 의해 유체 유동은 상기 열교환기(12)를 향해 재안내된다.
제1매니폴드캐비티(40)를 통해 적절한 유체 유동을 보장하기 위해, 바깥쪽으로 연장하는 주변 립 또는 플랜지(82)는 마주보는 단부들(72,74) 사이의 대략 중간 지점에서 매니폴드 인서트(68)의 튜브형 몸체(70) 외부 표면에 형성된다. 그러나, 상기 주변 립 또는 플랜지(82)는 튜브형 몸체(70)를 따라 임의의 적합한 지점에 위치할 수 있고 상기 마주보는 단부들(72,74) 사이의 중간 지점에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 상기 주변 립 또는 플랜지(82)는 매니폴드 인서트(68)의 개방 단부(76)를 통해 제1매니폴드캐비티(40)로 진입하는 유체가 유동 박스(14)의 커버 부분(18)에 형성된 상기 매니폴드 인서트(68)와 제1유체개구(13) 사이에 존재할 수 있는 임의의 갭을 통해 상기 유동 박스(14)로부터 빠져나가는 것을 방지한다.
매니폴드 구조(100) 내의 소용돌이 유동 및 유동 박스 주입구 또는 제1유체개구(13)를 통한 유입 유체 유동의 열교환기(12)로의 재안내를 더욱 향상시키기 위해서, 상기 유동 박스(14)의 커버 부분(18)에는 도10에 도시된 바와 같이 유동 장벽(84)이 제공될 수 있다. 유동 장벽(84)은 상기 커버 부분(18)에 대해서 매니폴드 인서트(68)를 잠그는 데에 도움을 주며, 또한 소용돌이치는 유체 유동이 열교환기(12)를 향해 재안내되고 퍼널(funneled)됨에 따라 중앙 돌출부(62)에 의해 분할된 상기 소용돌이치는 유체 유동이 재통합되도록 도움을 준다. 상기 유동 박스(14)의 커버 부분(18)의 전체적인 구조는 도8 내지 도10에서 상세히 나타나 있다.
도시된 바와 같이, 열교환기 장치의 특정 적용사항에 따라 상기 전체적인 구조에 부가적인 강도를 제공하도록 상기 커버 부분(18)에는 외부 주변 립들(85)이 제공될 수 있다. 일부 예시에서, 상기 주변 립들(85)은 유동 박스(14)에 의해 정의되는 개방 내부 공간 내로 돌출되도록 커버 부분(18)의 내부 표면에 형성될 수 있다. 상기 커버 부분(18)의 내부 표면을 따라 이격된 간격에 형성된 주변 립들(85)을 구비하는 것은 커버 부분(18)의 내부 표면과 열교환기(12)의 외부 표면 사이에 큰 갭이 있는 경우에 특히 유용할 수 있으며, 따라서 안쪽으로 돌출하는 주변 립들(85)은 유체 통로(25)를 통해 열교환기(12)를 통과하지 않고 열교환기(12)의 주변을 우회하는 바이패스 유동을 방지하는 역할을 한다.
본 예시적인 실시예에서, 베이스 플레이트(16)에는 도1 내지 도3의 실시예와 관련되어 위에서 묘사된 바와 같이, 열교환기(12)의 유체 통로(25)를 빠져나가는 유체를 제2유체개구(15)를 향해 안내하기 위한 배출구 램프(56)가 제공될 수 있다.
상기 묘사된 실시예가 유입 유체를 열교환기(또는 다른 적합한 장치,12)를 향해 안내하기 위한 주입구 매니폴드 캐비티로서 기능하는 제1매니폴드캐비티(40)로 묘사되었지만, 유출 유체 유동으로 소용돌이 운동 또는 소용돌이 유동을 유도하는 것이 바람직한 경우에 상기의 특징들을 포함하는 제1매니폴드캐비티(40)는 배출구 매니폴드캐비티로서도 작용할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 실시예에서 상기 유체는, 예를 들어 도12A에 도시된 바와 같이, 제1매니폴드캐비티(40) 내에 형성된 특징을 통해 및/또는 그 주위로 전환된 후에 개구(13)를 통해 매니폴드 구조(100)를 빠져나가게 된다. 그러므로, 상기 매니폴드 구조(100)는 주입구 매니폴드 구조로 한정되지 않으며, 주입구 매니폴드가 되는 상기 매니폴드 구조(100) 및 제1매니폴드캐비티(40)에 대한 참조는 예시적인 것으로 의도된다.
이제 도14 내지 도17을 참조해보면, 본 발명에 따른 매니폴드 구조(100)를 포함하는 열교환기 장치(10)의 또 다른 예시가 도시되어 있다. 도14 내지 도17에 도시된 열교환기 장치(10)는 도4 내지 도13과 관련하여 상기 묘사된 열교환기 장치(10)와 구조 면에서 다소 유사하지만, 열교환기(12)가 적층 플레이트형 열교환기 형태로 존재하지 않고 원뿔형 열교환기 형태로 존재한다. 예를 들어, 본 실시예에서, 열교환기(12)는 서로 교대로 적층되고 포개지는 관계인 플레이트 쌍(20)을 형성하는 복수의 원뿔형 코어 판으로 구성된다. 상기 결합 플레이트 쌍(20)은 그 사이에 둘러싸인 유체 채널(21)을 형성하고, 그 사이에 제2세트의 유체 통로(25)를 정의하도록 서로로부터 이격된다. 일반적으로 이러한 유형의 열교환기는 본 출원인의 미국 임시출원 제61/918,188 (출원일 : 2013 년 12 월 19 일)에 기재된 "원뿔형 열교환기 (Conical Heat Exchanger)"에 개시되어있고, 본 문서에 전부 참조로 결합된다.
도17에서 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(16)는 열교환기(12)의 원뿔 형태를 수용하도록 형성된다. 따라서, 상기 묘사된 실시예에서와 같이, 일반적으로 편평한 받침을 갖는 적층 플레이트형 열교환기를 수용하기 위한 중앙의, 일반적으로 평면 부분(30)을 제공하기보다는, 상기 베이스 플레이트(16)는 원뿔형 열교환기(12)의 대응되는 굽은 외부 표면을 수용하기 위한 중앙의 굽은 베드(bed) 영역(88)으로 형성된다. 상기 베이스 플레이트(16)의 배출구 단부는 열교환기(12)의 원뿔형 또는 원추형 단부를 수용하기 위해 상기 굽은 베드 영역(88)이 상향 경사진 굽은 원뿔형 지지 표면(89)으로 연장하도록 변형된다. 열교환기(12)를 통해 흐르는 제1열교환유체는 유체 통로(25)를 통해 적층 원뿔형태 플레이트 쌍(20)에 의해 형성된 중앙 개방 통로(89)를 향해 퍼널되기 때문에, 상기 유체는 유동 박스(14)의 배출구(15)와 일반적으로 직접적으로 직렬인 상태로 열교환기(12)를 빠져 나간다.
베이스 플레이트(16)의 주입구 단부는 그 주변에 굽은, 일반적으로 U자 형태의 채널 영역(60)을 갖는 중앙 돌출부(62) 또는 유동-분할 특징부가 형성된다는 점에는 상기 묘사한 실시예와 구조가 유사하다. 매니폴드 인서트(68)는 상기 유동 박스(14)의 커버 부분(18)의 제1유체개구(13) 내에 장착되고, 제2의 나팔형 단부(78)는 제1매니폴드캐비티(40) 내로 연장된다. 튜브형 몸체(70)의 제2단부(74)의 볼록한 또는 상향 굽은 나팔형 에지(78)는 U자 형태의 채널 영역(60)의 오목한 또는 상향 굽은 측벽과 협동하여 유입 유체 스트림이 제1매니폴드캐비티(40)로 진입할 때 열교환기(12)로 유입 유체 스트림을 재안내하거나 및/또는 유입되는 유체 스트림에 소용돌이 운동을 도입한다.
본 실시예에서, 제2열교환유체에 대한 유체 주입구 및 배출구 개구(26,28)가 베이스 플레이트(16)에 제공되기보다는(도5의 실시예에 도시된 바와 같이), 유체 주입구 및 배출구 개구(26,28)는 열교환기(12)를 위한 적당한 유체 주입구 및 배출구 피팅을 수용하도록 유동 박스(14)의 커버 부분(18)에 형성된다. 또한 본 실시예에서, 도10의 실시예와 관련하여 상기 묘사된 바와 같이, 매니폴드 구조(100)의 일부로서 유체 장벽(84)이 상기 커버 부분(18)에 제공될 수 있다.
이전에 묘사한 실시예에서와 같이, 작동 중에, 상기 열교환기 장치(10)로 진입하는 유체는 매니폴드 인서트(68)의 중앙 통로를 통해 제2단부(74)를 향해 흐른고 상기 유체는 중앙 돌출부 또는 유동-분할 특징부(62)에 충돌한다. 그 후에, 상기 유체는 베이스 플레이트(16)에 형성된 채널 영역(60)의 대응되는 굽은 표면과 매니폴드 인서트(68)의 상향 나팔형 에지(78) 사이에서 위쪽으로 휩쓸려 나간다. 그 후에, 상기 유체는 베이스 플레이트(16)의 채널 영역의 상부 에지와 매니폴드 인서트(68)의 나팔형 에지(78) 사이에 제공된 갭(81)을 통과하고, 상기 커버 부분(18)의 돔 형태의 내부면(63)과 매니폴드 인서트(68)의 나팔형 에지(78)의 오목한 상부 표면 둘레에서 아래로 향해지며 열교환기(12)의 주입구 단부에 진입하기 전에 주입구 매니폴드 캐비티에서 수집되면서 유체 유동에는 소용돌이 운동이 생성된다. 그러나, 특정 적용사항에 따라, 유체가 상기 유동 박스(14)에 제공된 개구(15)에 의하여 개구(89)를 통해 원뿔형태의 열교환기(12)로 진입하고, 마주보는 단부를 통해 열교환기(12)를 빠져 나와 제1매니폴드캐비티(40)를 통해 상기 장치(10)로부터 유체가 방출되는 개구(13)로 전환되는 것과 같이 상기 장치(10)를 통하는 전체적인 유동 방향이 반대가 될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
상기 예시적인 실시예가 매니폴드 구조(100)를 구비한 유동 박스(14) 내에 둘러싸인 열교환기(12)를 포함하는 열교환기 장치(10)와 관련하여 묘사되었지만, 상기 매니폴드 구조(100)는 성능 저하를 종종 야기하는 과도한 또는 바람직하지 않은 압력 강하 및/또는 에너지 손실을 피하려고 노력하면서, 유입 유동의 방향을 적어도 90도로 변경하는 것을 필요로 하는 다양한 열교환기 및/또는 유체 장치들 또는 시스템에 맞춰지거나 통합될 수 있다. 열교환기의 주입구 단부와 같은 제2주입구영역으로 공급하는 대체로 대응되는 오목하고 볼록한 이격된 표면들을 포함하는 매니폴드 캐비티를 향하여 유체를 방출하는 중앙의 주입구 통로를 갖는 매니폴드 구조(100)를 제공함으로써, 유입 유체 유동은 적어도 90도의 굴곡을 통해 재안내된다. 또한 상기 유동 스트림으로 소개되는 소용돌이 운동을 갖고, 이러한 것은 상기 매니폴드 구조가 출구 매니폴드 캐비티와 관련되는 경우에 유체가 장치 또는 시스템을 통해 이동하거나 또는 장치 또는 시스템으로부터 방출될 때, 유체 유동을 통해 수행되는 바람직한 유체 역학 특징들을 야기한다. 그러므로, 상기 예시적인 실시예는 열교환기 장치와 관련하여 묘사되었지만, 본 발명에 따른 상기 매니폴드 구조는 유입 및/또는 유출 유체 유동의 분포 및 재안내와 관련된 다양한 장치 및/또는 시스템에 통합될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 범위 내에서 해석한 대로 묘사된 실시예의 특정 적응 및 수정이 있음이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 간주된다.
10 : 열교환기 장치
12 : 열교환기
13 : 제1유체개구
14 : 유동 박스
15 : 제2유체개구
16 : 베이스 플레이트
18 : 커버 부분
20 : 적층 튜브형 부재들
22 : 유체 주입구 매니폴드
24 : 유체 배출구 매니폴드
40 : 제1매니폴드캐비티
42 : 제2매니폴드캐비티
46 : 제1램프
48 : 제1단부
50 : 제2단부
56 : 제2 또는 배출구 램프
100 : 매니폴드 구조

Claims (25)

  1. 유체를 수신하기 위한 매니폴드 캐비티;
    상기 매니폴드 캐비티와 유체 교류를 하는 제1유체개구로서, 제1방향으로 맞춰진 유동 축을 구비하고, 상기 제1유체개구는 상기 유체를 상기 제1방향에서 상기매니폴드 캐비티로 유입 또는 상기 매니폴드 캐비티로부터 유출시키기 위해 상기 매니폴드 캐비티의 제1단부에 위치되는 제1유체개구;
    상기 매니폴드 캐비티와 유체 교류를 하는 제2유체개구로서, 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 맞춰진 유동 축을 구비하고, 상기 유체를 상기 제2방향에서 상기 매니폴드 캐비티로 유입 또는 상기 매니폴드 캐비티로부터 유출시키기 위해 상기 매니폴드 캐비티의 제2단부에 배치되는 제2유체개구;
    상기 제1유체개구와 마주보는 상기 매니폴드 캐비티의 바닥 부분을 형성하는 제1굽은표면으로서, 오목한 곡률을 갖는 상기 제1굽은표면; 을 포함하고
    상기 제1굽은표면은 상기 제1방향 또는 제2방향의 어느 하나에서 상기 제1방향 또는 제2방향의 나머지로 유체 유동을 재안내하기 위한 유동 전환 표면인 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1굽은 표면은 상기 제1유체개구 내로 위쪽으로 연장하는 제1단부 및 상기 제1단부로부터 멀리 아래쪽으로 경사지는 제2단부를 포함하는 램프를 구비하는 아래쪽으로 경사진 램프를 포함하고,
    상기 제2단부는 상기 제2단부를 향하는 상기 매니폴드 캐비티의 상기 바닥 부분의 위치에서 종결되고 상기 제1단부에 수직으로 연장하는 것을 제2단부를 구비하는 아래쪽으로 경사진 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1굽은표면은:
    상기 제1유체개구에 대하여 중앙에 배치되고 상기 제1유체개구를 향하여 연장하는 돌출부의 형태인 유동-분할 특징부; 및
    상기 유동 분할 특징부 주변의 U자 형태의 채널 영역을 포함하고,
    상기 U자 형태의 채널 영역은 상기 유동-분할 특징부로부터 멀리 연장하는 위쪽으로 경사진 측벽을 구비하고, 그럼으로써 오목한 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 매니폴드 캐비티 내에 형성된 제2굽은표면으로서, 상기 제2굽은표면은 상기 제1굽은표면과 반대쪽에서 이격되어 위치하며, 상기 유동-분할 특징부 주변에 배치되고 오목한 곡률 또는 볼록한 곡률 중 하나를 구비하는 상기 제2굽은표면을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    제1단부 및 제2단부, 및 그 사이로 연장하는 중앙 통로를 구비하는 매니폴드 인서트를 포함하고,
    상기 매니폴드 인서트의 상기 제2단부가 상기 제1굽은표면으로부터 이격되도록 상기 매니폴드 인서트는 상기 매니폴드 캐비티로 연장하고 상기 제1유체개구 내에 장착되고,
    상기 매니폴드 인서트의 제2단부는 상기 유동-분할 특징부 주변으로부터 이격되어 주위에 배치되고 볼록한 곡률을 갖는 상기 제2굽은표면을 정의하고; 및
    상기 제1굽은표면 및 제2굽은표면은 상기 제1방향에서부터 제2방향 또는 그 반대로의 유체 유동을 재안내하기 위해 협력하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 매니폴드 구조는 열교환기를 수용하는 유동 박스 하우징 내에 형성되고, 상기 매니폴드 구조는 상기 열교환기로 또는 상기 열교환기로부터의 유체 유동을 안내하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1유체개구는 상기 유동 박스 내에 형성되고 상기 열교환기의 세로축에 대해 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드 구조는 유체 전달 장치에 결합되고, 상기 유체 전달 장치는 외부 하우징 내에 배치되거나 또는 자체가 밀봉된 것 중 하나이고,
    상기 유체 전달 장치는 열교환기 또는 가습기의 중 하나인 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드 구조는 유체 전달 장치를 수용하기 위한 유동 박스의 일부를 형성하고, 상기 유동 박스는:
    상기 유체 전달 장치를 수용하기 위한 중앙 영역을 정의하는 베이스 플레이트; 및
    상기 유체 전달 장치를 둘러싸는 상기 베이스 플레이트의 상부에 배치된 커버 부분으로서, 상기 커버 부분은 제1단부 및 제2단부를 구비하며, 상기 커버 부분 및 상기 베이스 플레이트는 함께 상기 제1매니폴드캐비티 및 제2매니폴드캐비티를 상기 유동 박스의 마주 보는 단부에 형성하는 상기 커버 부분;을 포함하고
    상기 제1유체개구는 유체 교류를 하며 상기 커버 부분의 상부 표면에 형성되고;
    상기 제2유체개구는 상기 제2매니폴드캐비티와 유체 교류를 하는 상기 커버 부분의 단부 벽에 형성되고;
    상기 유동 박스는 상기 제1매니폴드캐비티와 제2매니폴드캐비티를 서로 연결하는 유동 통로를 추가로 포함하고, 상기 유체 전달 장치는 상기 유동 통로 내에 배치되고;
    상기 제1굽은표면은 상기 제1유체개구와 마주 보는 상기 제1매니폴드캐비티의 베이스 단부를 형성하는 베이스 플레이트의 일부를 형성하고, 상기 제1굽은표면은 상기 제1유체개구를 향해 연장되는 제1부분 및 상기 제1유체개구로부터 상기 제1매니폴드캐비티의 제2단부를 향해 연장되어 이들 사이에 오목한 곡률을 정의하는 제2부분을 갖는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1굽은표면의 제1부분은 상기 제1유체개구를 향해 위쪽으로 연장하는 제1단부 및 상기 제1매니폴드캐비티의 제2단부를 향해 제1단부로부터 멀리 아래쪽으로 경사지는 제2단부를 구비하는 아래쪽으로 경사진 램프를 포함하고, 상기 주입구 램프의 제2단부는 상기 베이스 플레이트의 표면에서 제1단부에 수직으로 종료되는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1굽은표면의 제1부분은 상기 제1유체개구를 향하여 연장되고 상기 제1유체개구에 대해 중앙으로 배치된 돌출부의 형태이고; 및
    상기 제1굽은표면의 제2부분은 상기 제1부분 주변의 U자 형태 채널 영역의 형태이고, 상기 채널 영역은 제1부분으로부터 먼쪽으로 연장하는 위쪽으로 경사진 측벽을 구비하고, 그럼으로써 오목한 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  12. 제9항에 있어서,
    제1단부 및 제2단부, 및 그 사이로 연장하는 중앙 통로를 구비하는 매니폴드 인서트를 포함하고,
    상기 매니폴드 인서트의 제2단부가 상기 제1굽은표면으로부터 이격되도록 상기 제1유체개구 내에 장착되며 상기 제1매니폴드캐비티로 연장하며;
    상기 매니폴드 인서트의 제2단부는 상기 제1굽은표면의 제1부분으로부터 주위에 이격되어 배치되고 오목한 곡률을 갖는 제2굽은표면을 정의하고;
    상기 제1 및 제2굽은표면은 유체 유동을 상기 제1방향으로부터 상기 제2방향으로 또는 그 반대로 재안내하도록 협력하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2매니폴드캐비티와 제2유체개구 사이에 유체 유동을 안내하기 위해 상기 제2매니폴드캐비티에 배치된 제2유동전환램프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 상기 베이스 플레이트로부터 위쪽으로 연장하는 주변의 림을 추가로 포함하고, 상기 주변 림은 상기 베이스 플레이트를 둘러싸는 주변 에지에 대해 안쪽으로 배치된 베이스 플레이트의 주변 둘레로 연장되고, 상기 주변 림은 상기 커버 부분과의 유체 밀봉 차단을 형성하기 위한 밀봉 표면을 제공하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 유체 전달 장치는 열교환기 또는 가습기 중 하나인 것을 특징으로 하는 매니폴드 구조.
  16. 제1매니폴드캐비티와 제2매니폴드캐비티 및 상기 제1매니폴드캐비티와 제2매니폴드캐비티를 서로 연결하는 유동 통로를 정의하는 하우징;
    상기 하우징 내에 형성되어 상기 제1매니폴드캐비티와 유체 교류하고 제1방향으로 맞춰진 유동 축을 갖는 제1유체개구;
    상기 하우징 내에 형성되어 상기 제2매니폴드캐비티와 유체 교류하고 제2방향으로 맞추진 유동 축을 갖는 제2유체개구;
    상기 제1매니폴드캐비티와 제2매니폴드캐비티 사이의 유동 통로 내에 위치하는 열교환기로서, 상기 제2방향으로 관통하는 제1유체를 전달하기 위한 복수의 제1유체채널과, 상기 제2유체를 전달하기 위한 복수의 제2유체채널을 가지며, 상기 제1매니폴드캐비티와 유체 교류하는 제1단부 및 상기 제2매니폴드캐비티와 유체 교류하는 제2단부를 갖는 열교환기; 및
    상기 제1유체개구와 반대쪽에 있는 상기 제1매니폴드캐비티의 베이스 단부를 형성하는 제1굽은표면으로서, 상기 제1유체개구를 향해 연장하는 제1부분 및 상기 유체 주입구로부터 먼쪽으로 연장되고 그 사이에 오목한 곡률을 정의하는 제2부분을 갖는 상기 제1굽은표면;을 포함하고;
    상기 제1굽은표면은 상기 열교환기의 상기 제1유체채널로의 또는 상기 제1유체채널로부터의 전달을 위해 상기 제1유체개구 또는 제2유체개구 중 하나와 상기 제1유체개구 및 제2유체개구 중 다른 하나 사이의 유체 유동을 상기 제1방향 또는 제2방향으로부터 상기 제1방향 또는 제2방향의 다른 쪽으로 재안내하기 위한 유동 전환 표면인 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1굽은표면의 제2부분은 상기 열교환기의 제1단부를 향해 연장하고, 상기 제1굽은표면은 아래쪽으로 경사진 램프의 형태인 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1굽은표면의 제1부분은 상기 제1유체개구를 향해 연장하고 상기 제1유체개구에 대하여 중심으로 배치되는 돌출부의 형태이고; 및
    상기 제1굽은표면의 제2부분은 상기 제1부분을 둘러싸는 U자 형태 채널 영역의 형태이고, 상기 채널 영역은 상기 제1부분으로부터 먼쪽으로 연장하는 위쪽으로 경사진 측벽을 구비함으로써 오목한 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1매니폴드캐비티에 형성되고, 상기 제1굽은표면으로부터 이격되며 상기 제1굽은표면과 반대쪽이며, 상기 제1굽은표면의 제1부분을 둘러싸도록 배치되고, 볼록한 곡률 또는 오목한 곡률 중 하나를 갖는 제2굽은표면을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    제1단부 및 제2단부, 및 그 사이로 연장하는 중앙 통로를 구비하는 매니폴드 인서트를 포함하고, 상기 매니폴드 인서트의 제2단부가 상기 제1굽은표면으로부터 이격되도록 상기 제1매니폴드캐비티로 연장하고 상기 제1유체개구 내에 장착되고;
    상기 매니폴드 인서트의 제2단부는 상기 제2굽은표면을 정의하고, 상기 제2굽은표면은 볼록한 곡률을 갖고;
    상기 제1굽은표면 및 제2굽은표면은 유체 유동을 상기 제1방향으로부터 제2방향으로 또는 그 반대로 재안내하기 위해 협력하는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  21. 제16항에 있어서, 상기 하우징은
    상기 열교환기를 수용하기 위한 중앙, 평면인 부분과 해 상기 제1굽은표면을 정의하는 베이스 플레이트; 및
    상기 열교환기를 둘러싸는 상기 베이스 플레이트의 상부에 배치되는 커버 부분으로서, 상기 커버 부분은 제1단부 및 제2단부를 가지며, 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 부분은 함께 상기 제1매니폴드캐비티와 제2매니폴드캐비티를 형성하는 상기 커버 부분;을 포함하고;
    상기 제1유체개구는 상기 커버 부분의 상부 표면에 형성되고 상기 열교환기의 제1단부의 코너에 인접하는 상기 열교환기 장치의 세로 축에 대하여 오프셋되어 배치되고;
    상기 커버 부분의 제1단부는 상기 제1유체개구 주변으로 윤곽이 형성되고 상기 제1유체개구로부터 상기 열교환기의 제1단부에 인접한 코너로 바깥쪽을 향하여 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 커버 부분은 그 길이를 따라 이격된 간격으로 배치된 복수의 주변 립을 추가로 포함하고, 상기 주변 립들은 상기 하우징의 유동 통로 내의 주변 둘레의 바이패스 유동을 방지하기 위해 상기 열교환기에 대하여 안쪽으로 돌출하고; 및
    상기 베이스 플레이트는 상기 베이스 플레이트로부터 먼쪽으로 위쪽으로 연장하는 주변 림을 추가로 포함하고, 상기 주변 림은 상기 베이스 플레이트를 둘러싸는 주변 에지에 대해 안쪽으로 배치된 상기 베이스 플레이트의 주변 둘레로 연장되며, 상기 주변 림은 상기 커버 부분과의 유체 밀봉 차단을 제공하기 위한 밀봉 표면을 제공하는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제1유체개구는 상기 커버 부분의 상부 표면에 형성되고 상기 열교환기의 중심선 또는 세로 축과 일직선으로 배치되고; 및
    상기 커버 부분의 주입구 단부는 돔 형태이고 상기 제1매니폴드캐비티를 통해 상기 제1방향 및 제2방향으로 유체 유동을 재안내하기 위하여 상기 제1굽은표면과 협력하며,
    상기 열교환기 장치는:
    제1단부 및 제2단부, 및 그 사이에서 연장하는 중앙 통로를 구비하는 매니폴드 인서트로서, 상기 매니폴드 인서트의 제2단부가 상기 제1굽은표면으로부터 이격되도록 상기 제1유체개구 내에 장착되고 상기 제1매니폴드캐비티로 연장하는 상기 매니폴드 인서트를 추가로 포함하고;
    상기 매니폴드 인서트의 제2단부는 상기 제1굽은표면과 반대편에서 볼록한 곡률을 갖는 상기 제2굽은표면을 정의하고,
    상기 제1굽은표면과 제2굽은표면, 및 상기 커버 부분의 돔형 주입구 단부는 약 270도의 소용돌이 또는 루프를 통해 상기 제1 및 제2방향들 사이에서 상기 제1매니 폴드캐비티를 통해 유체 유동을 재안내하기 위해 협력하는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 열교환기는 원뿔형 열교환기이고; 및
    상기 하우징은:
    상기 제1굽은표면을 정의하는 베이스 플레이트; 및
    상기 원뿔형 열교환기를 둘러싸는 상기 베이스 플레이트의 상부에 걸쳐 배치된 커버 부분으로서, 제1단부 및 제2단부를 구비하는 커버 부분을 포함하고;
    상기 베이스 플레이트는 상기 원뿔형 열교환기의 대응되는 굽은 외부 표면을 수용하기 위한 굽은 베드 영역을 추가로 포함하고, 상기 열교환기는 상기 굽은 지지 베드 상의 커버 부분의 제1단부 및 제2단부 중간에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 제1유체개구 및 제1매니폴드캐비티로의 또는 상기 제1유체통로 및 제1매니폴드캐비티로부터의 유동을 제어하기 위해 상기 제1유체개구와 유체 교류하는 상기 하우징 상에 장착된 제어 장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기 장치.
KR1020167033270A 2014-05-02 2015-05-01 유체 스트림을 재안내(re-directing)하기 위한 매니폴드 구조 KR20160148658A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461987570P 2014-05-02 2014-05-02
US61/987,570 2014-05-02
PCT/CA2015/050372 WO2015164977A1 (en) 2014-05-02 2015-05-01 Manifold structure for re-directing a fluid stream

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160148658A true KR20160148658A (ko) 2016-12-26

Family

ID=54355024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167033270A KR20160148658A (ko) 2014-05-02 2015-05-01 유체 스트림을 재안내(re-directing)하기 위한 매니폴드 구조

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10077952B2 (ko)
KR (1) KR20160148658A (ko)
CN (1) CN106461351B (ko)
CA (1) CA2947321A1 (ko)
DE (1) DE112015002095T5 (ko)
WO (1) WO2015164977A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2975768B1 (fr) * 2011-05-26 2016-01-29 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique, notamment pour vehicule automobile, et dispositif d'admission d'air correspondant
FR2975765B1 (fr) 2011-05-26 2016-01-29 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique, notamment pour vehicule automobile, et dispositif d'admission d'air correspondant
WO2013159172A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Dana Canada Corporation Heat exchanger with adapter module
EP3193120A1 (en) * 2016-01-14 2017-07-19 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Heat exchange device
SE541284C2 (en) * 2016-05-30 2019-06-11 Alfa Laval Corp Ab A plate heat exchanger
US11285781B2 (en) * 2016-11-09 2022-03-29 Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co., Ltd Fluid heat exchange assembly, and heat management system of vehicle
US11634228B2 (en) * 2017-11-01 2023-04-25 Sikorsky Aircraft Corporation High volume flow management of cooling air
WO2019183312A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 Modine Manufacturing Company High pressure capable liquid to refrigerant heat exchanger
IT201900012945A1 (it) * 2019-07-25 2021-01-25 Simonelli Group Spa Scambiatore termico per vaschette di scarico di elettrovalvole di macchine per l’erogazione del caffè, relativa vaschetta di scarico munita di tale scambiatore termico e macchina per l’erogazione del caffè provvista di tale vaschetta di scarico e tale scambiatore termico.
KR20220146592A (ko) * 2020-02-27 2022-11-01 존슨 컨트롤즈 타이코 아이피 홀딩스 엘엘피 워터 박스 혼합 매니폴드
US11193360B1 (en) * 2020-07-17 2021-12-07 Bj Energy Solutions, Llc Methods, systems, and devices to enhance fracturing fluid delivery to subsurface formations during high-pressure fracturing operations
IT202100002951A1 (it) * 2021-02-10 2022-08-10 Ufi Innovation Center S R L Assieme evaporatore

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1405831A (en) 1918-02-25 1922-02-07 Fricker Anthony Street-flushing apparatus
US2834582A (en) 1953-06-24 1958-05-13 Kablitz Richard Plate heat exchanger
US3508606A (en) 1968-09-04 1970-04-28 Olin Mathieson Heat exchanger
US4187090A (en) 1978-09-29 1980-02-05 United Technologies Corporation Heat exchanger water collection system
US4327802A (en) 1979-06-18 1982-05-04 Borg-Warner Corporation Multiple fluid heat exchanger
NL8100334A (nl) 1980-01-28 1981-08-17 Lummus Co Buis met plaatvormige ribben en warmtewisselaar die met zulke ribben is uitgerust.
NZ201673A (en) 1981-09-11 1986-07-11 R J Pollard Flat plate heat exchanger core with diversion elements to allow several fluid passes through core
US4452216A (en) * 1982-09-27 1984-06-05 Allis-Chalmers Corporation Even temperature intercooler
DE3622952A1 (de) 1986-07-09 1988-01-21 Sueddeutsche Kuehler Behr Waermetauscher, insbesondere kaeltemittel-verdampfer
US4781241A (en) 1987-08-27 1988-11-01 International Fuel Cells Corporation Heat exchanger for fuel cell power plant reformer
US5515913A (en) 1993-01-14 1996-05-14 Sanz; Delio Anodically protected heat exchanger
CA2113519C (en) 1994-01-14 1999-06-08 Allan K. So Passive by-pass for heat exchangers
US5465783A (en) 1994-03-04 1995-11-14 Fedco Automotive Components Company, Inc. Sacrificial erosion bridge for a heat exchanger
US5615738A (en) 1994-06-29 1997-04-01 Cecebe Technologies Inc. Internal bypass valve for a heat exchanger
GB9600677D0 (en) 1996-01-12 1996-03-13 Rover Group Engine cooling system incorporating oil cooler
JP3271518B2 (ja) 1996-05-09 2002-04-02 ヤマハ株式会社 半導体装置の製造方法
DE19654362B4 (de) 1996-12-24 2007-12-06 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrageranordnung
DE19750814C5 (de) 1997-11-17 2005-08-18 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler
AT2490U1 (de) 1997-11-28 1998-11-25 Avl List Gmbh Kühleranordnung für eine aufgeladene brennkraftmaschine mit abgasrückführung
DE19902504B4 (de) * 1999-01-22 2005-09-22 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler
US6116335A (en) 1999-08-30 2000-09-12 Delphi Technologies, Inc. Fluid flow heat exchanger with reduced pressure drop
FR2807152B1 (fr) 2000-03-28 2002-12-06 Cie Ind D Applic Thermiques Ci Echangeur de chaleur a plaques
JP2001330394A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Denso Corp 排気熱交換器
EP1191302B1 (en) 2000-09-22 2005-12-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat exchanger
DE10162198A1 (de) * 2000-12-19 2002-08-08 Denso Corp Wärmetauscher
DE10132120A1 (de) 2001-07-03 2003-01-16 Deere & Co Ölkühler
JP3524083B2 (ja) 2001-11-16 2004-04-26 核燃料サイクル開発機構 中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器
US6892797B2 (en) * 2001-12-21 2005-05-17 Honeywell International, Inc. Heat exchanger with biased and expandable core support structure
US6863121B2 (en) 2002-04-16 2005-03-08 Shell Oil Company Flow distributor for an alkylation reactor or heat exchanger
EP1509692B1 (de) 2002-05-15 2009-05-13 Behr GmbH & Co. KG Schaltbarer abgaswaermetauscher
US6896037B2 (en) 2002-10-29 2005-05-24 Duramax Marine, Llc Keel cooler with fluid flow diverter
US6997250B2 (en) 2003-08-01 2006-02-14 Honeywell International, Inc. Heat exchanger with flow director
FR2877080B1 (fr) * 2004-10-27 2006-12-15 Renault Sas Boite d'alimentation en fluide d'un echangeur de chaleur
JP4655621B2 (ja) 2004-12-22 2011-03-23 株式会社ノーリツ 給湯装置
US7195060B2 (en) * 2005-04-01 2007-03-27 Dana Canada Corporation Stacked-tube heat exchanger
US8042609B2 (en) 2006-06-27 2011-10-25 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for improving vehicle fuel economy
US7610949B2 (en) 2006-11-13 2009-11-03 Dana Canada Corporation Heat exchanger with bypass
FR2916524B1 (fr) 2007-05-24 2014-10-24 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de regulation de la circulation d'un fluide dans un echangeur de chaleur,et module d'admission d'air associe
US8365812B2 (en) 2007-06-27 2013-02-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Shell and tube heat exchanger
JP2009008318A (ja) 2007-06-27 2009-01-15 Denso Corp 排熱回収装置
US8240367B2 (en) * 2007-06-28 2012-08-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Plate heat exchanger port insert and method for alleviating vibrations in a heat exchanger
JP2009041450A (ja) 2007-08-09 2009-02-26 Hitachi Ltd 内燃機関の冷却用電動ポンプ及びこれを用いた冷却装置
US8276653B2 (en) 2008-03-28 2012-10-02 Saudi Arabian Oil Company Raised overlapped impingement plate
US8596339B2 (en) 2008-04-17 2013-12-03 Dana Canada Corporation U-flow stacked plate heat exchanger
US8225852B2 (en) 2008-04-30 2012-07-24 Dana Canada Corporation Heat exchanger using air and liquid as coolants
US8720536B2 (en) 2009-09-04 2014-05-13 Modine Manufacturing Company Heat exchanger having flow diverter
DE102009049483A1 (de) * 2009-10-15 2011-04-21 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher und Dichtungsanordnung dafür
DE102009047620C5 (de) 2009-12-08 2023-01-19 Hanon Systems Wärmeübertrager mit Rohrbündel
DE112012004508T5 (de) 2011-10-28 2014-09-25 Dana Canada Corporation Flacher Ladeluftkühler mit geteilter Strömung und mit Austrittsverteiler mit gleichförmiger Strömung
DE102012204121A1 (de) 2012-03-15 2013-09-19 Mahle International Gmbh Ladeluftkühleinrichtung
FR2989771A1 (fr) 2012-04-19 2013-10-25 Valeo Systemes Thermiques Couvercle de faisceau d'echangeur de chaleur, faisceau comprenant un tel couvercle, echangeur de chaleur comprenant un tel faisceau et module d'admission d'air comprenant un tel echangeur.
DE102013207180A1 (de) 2013-04-19 2014-10-23 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager mit in einem Sammelkanal angeordneten Einsatz

Also Published As

Publication number Publication date
US10077952B2 (en) 2018-09-18
CN106461351B (zh) 2019-03-26
WO2015164977A1 (en) 2015-11-05
CN106461351A (zh) 2017-02-22
DE112015002095T5 (de) 2017-03-02
US20150316330A1 (en) 2015-11-05
CA2947321A1 (en) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160148658A (ko) 유체 스트림을 재안내(re-directing)하기 위한 매니폴드 구조
US9951998B2 (en) Heat exchanger with integrated co-axial inlet/outlet tube
US10158151B2 (en) Heat exchangers for battery thermal management applications with integrated bypass
KR101201161B1 (ko) 열교환기용 교차형 리브 판쌍
US20030159737A1 (en) High capacity globe valve
US9528778B2 (en) Refrigerant guiding pipe and heat exchanger having refrigerant guiding pipe
CN101949663B (zh) 制冷剂导管和具有该制冷剂导管的换热器
US20120031598A1 (en) Plate heat exchanger
US8864700B2 (en) Heat exchanger and heat-exchanger-integrated oxygenator
JP4885858B2 (ja) 分流器を備えた逆転弁
WO2014050140A1 (ja) 点滴灌漑用ドリッパおよび点滴灌漑装置
KR102105946B1 (ko) 플레이트형 열교환기 및 플레이트형 열교환기에 다중 패스를 구성하기 위한 방법
CN103988043A (zh) 具有均匀流动离开歧管的低轮廓、分流增压空气冷却器
US20120321512A1 (en) Heat exchanger and heat-exchanger-integrated oxygenator
CN113432452B (zh) 具有独立挡板的多分支热交换器
KR20170087807A (ko) 공기조화기
US20210010446A1 (en) Egr gas distributor
US9845815B2 (en) Apparatus for creating a swirling flow of fluid
EP2659216A2 (en) Plate heat exchanger and method for manufacturing of a plate heat exchanger
KR20190055014A (ko) 조리 기구의 증기 밸브 및 조리 기구
KR20070061448A (ko) 열교환 플레이트
KR20140005216A (ko) 유체 흐름 제어장치를 갖는 유체 흐름 혼합박스
CN116146751A (zh) 控制阀
CN114760834A (zh) 发射器及滴灌用输送管
CN218769758U (zh) 一种冷却板