KR20220102614A - 열 교환기 - Google Patents

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KR20220102614A
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heat exchanger
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fluid
modular system
fluids
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KR1020227016163A
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루네 미클레부스트
스타인 오드바르 새그로브
오토 고데셋
Original Assignee
하이드로닉 쿨러스 아에스
펠레아테 아에스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소에 관한 것이고, 열 교환기 요소는 복수의 슬릿을 포함하는 절첩된 시트 재료를 포함하며, 이 슬릿은 유체 유동 경로를 형성하고, 절첩된 시트 재료는 중앙 관통 구멍이 제공된 외부 케이싱에서 원피스로 캐스팅되며, 각각의 유체를 위한 입구 및 출구를 형성하는 2개의 관통 구멍은 외부 케이싱의 중앙 관통 개구의 대향 측면에 제공되고, 외부 케이싱의 관통 중앙 개구는 절첩된 시트 재료의 전면 및 이면을 노출시킨다. 본 발명은 또한 열 교환기 요소용 안내 요소 및 복수의 안내 요소와 열 교환기 요소를 포함하는, 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템 및 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

열 교환기
본 발명은 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소, 열 교환기 요소용 안내 요소, 그리고 더 많거나 더 적은 수의 열 교환기 요소용 안내 요소 및 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소를 포함하는 모듈식 열 교환기 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소의 제조 방법에 관한 것이다.
열 교환기는 상이한 온도의 2개의 유체 유동 사이의 열 전달에 사용되고, 여기서 열 교환기는, 응용 분야에 따라, 매체의 가열 또는 냉각, 매체로부터의 열 회수, 또는 또한 매체의 응축 또는 증발을 위해 설계된다.
효율을 위해, 열 교환기는 2개 이상의 유체 사이의 열 전달 표면적을 최대화하는 동시에 열 교환기를 통한 유체 유동에 대한 저항을 최소화하도록 설계된다. 열 교환기의 성능은 또한 한 방향 또는 양 방향으로 핀 및/또는 주름을 추가함으로써 영향을 받을 수 있는데, 이들은 열 전달 표면적을 증가시키고 유체 유동을 유도하거나 난류를 유발할 수 있다.
더욱이, 열 교환기의 효율은 2개 이상의 유체 사이의 열 전달 표면적이 얼마나 깨끗한 지에 크게 좌우된다. 많은 열 교환기 응용에서, 사용되는 유체, 예를 들어, 물 또는 해수는 열 전달 표면적에 오염이 발생하게 할 수 있다. 그러한 오염은 물 또는 해수의 불순물이 열 전달 표면적에 퇴적될 때 발생하며 낮은 벽 전단 응력, 낮은 유체 속도, 높은 유체 속도, 반응 생성물 고체 석출 및 상승된 벽 온도로 인한 용해된 불순물의 석출에 의해 유발될 수 있다. 오염으로 인해 열 교환기는 일정 기간 사용 후에 열 전달 용량이 주어진 최소 수준에 도달하는 경우 세정을 위해 분해하여야 한다.
해양 응용에서, 열 교환기는 일반적으로 해수가 냉각 유체로서 사용되는 선박의 추진 시스템의 냉각에 사용된다. 여기서, 열 교환기의 세정은 선박의 필요한 추진력을 유지하기 위해 매우 중요하고 절대적으로 필수적이다.
오늘날, 해양 산업에서 가장 일반적인 열 교환기는 판형 열 교환기이다. 이러한 유형의 열 교환기는 효율적이고 신뢰할 수 있지만 세정이 어렵고 복잡하다. 이러한 판형 열 교환기는 매우 큰 열 전달 표면적과 열 전달을 위한 작은 유체 유동 통로를 갖는 얇고 약간 분리된 많은 판으로 구성된다. 판형 열 교환기는, 예를 들어 50-150개의 판 및 대응하는 개수의 개스킷 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 판과 개스킷 요소는 열 교환기의 판 패키지를 형성하도록 조립된다.
이러한 유형의 열 교환기를 유지 보수하거나 세정해야 하는 경우, 일반적으로 전체 판 패키지를 분해할 필요가 있다. 그 후, 각각의 판을 양쪽 측면에서 세정해야 하며, 개스킷 요소도 세정하거나 새로운 개스킷 요소로 교체해야 한다.
상기 크기의 열 교환기의 분해, 세정 및 조립은 2인의 하루 종일 작업으로 고려되며 시간 소모와 부품 사용(개스킷 요소 교체 등)으로 인해 상당한 비용이 든다. 세정 프로세스가 복잡하다는 것은 세정을 수행할 수 있는 가용 역량과 적절한 시간대에 대한 의존도가 높다는 것을 의미한다. 가용 역량 및/또는 시간대의 부족은 일반적일 것이고, 그 결과 이러한 작업은 점점 더 외부 회사의 손에 맡겨지고 있으며, 이는 이 프로세스를 더욱 더 비용이 많이 들게 하거나, 또한 선박이 강제적으로 서비스되지 않는 기간이 있고 결과적으로 수입 손실이 발생한다는 의미이기도 하다.
유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템 및 본 발명에 따른 모듈식 시스템에서 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소는 전술한 판형 열 교환기와 동일한 적용 범위를 커버하지만 열 교환기의 유지 보수를 단순화하기 위해 제공된다. 특별한 역량 및/또는 더 큰 시간대에 대한 요건은 사실상 제거된다.
본 발명에 따르면, 모듈식 시스템은 복수의 개방 요소, 예를 들어 2-7개의 개방 요소, 및 대응하는 개수의 개별 개스킷을 포함할 것이다. 분해, 세정, 조립은 1인의 약 1시간 작업인 것으로 예상된다. 또한, 소모되는 시간, 및 개스킷 부품의 교체가 대수롭지 않게 되도록 감소된다. 더욱이, 실제 세정 프로세스는 매우 간단하여 모든 선박이 이 프로세스를 수행하는 가용 역량을 갖게 되며 따라서 열 교환기의 냉각 용량 및 이에 따라 또한 중요한 추진력을 완전히 제어할 수 있다.
WO 2012/033411 A1호는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템을 개시하며, 이 시스템은 2개의 단부 판에 의해 함께 연결된 복수의 개방 요소를 포함한다. 개방 요소는 개방 프레임에 배열된 절첩 및 밀봉된 시트 재료로 구성된다.
WO 2017/053184 A1호는 적층 제조 프로세스를 사용하여 제조된 원피스 열 교환기를 개시하고 있다. 열 교환기는 내부에 형성된 복수의 채널을 포함한다. 복수의 채널 중 적어도 일부는 그 중량을 감소시키기 위해 열 교환기에 구조적 지지를 제공하도록 구성될 수 있다. 일체형 원피스 열 교환기 구조에서 다양한 유형의 냉각을 제공하기 위해 복수의 채널의 제1 세트 및 제2 세트에서 상이한 냉각제 매체가 사용될 수 있다.
WO 97/16691 A1호는 열 교환기 판 사이에 위치 설정된 개스킷을 갖는 판형 열 교환기에 관한 것이다. 열 교환기 판의 입구 및 출구 개구로부터의 입구 및 출구 영역은 문제 영역을 형성하는 데, 이 영역에서 개스킷이 모든 제2 채널에만 존재하기 때문이다. 이로써, 이 영역에서 누설이 발생할 수 있다. 종래 기술로부터, 열 교환기 판의 입구 및 출구 개구의 출구 영역에서 누설을 방지하거나 감소시키기 위한 해결책이 알려져 있다. 이들 모든 해결책에서, 개스킷은 여전히 개스킷 홈에 수용된다. 본 발명의 목적은 단점과 관련된 개스킷 홈을 배제하면서 이 영역에서 누설을 피하는 것이다. 간행물에 따르면, 이러한 목적은, 열 교환기 판의 입구 및 출구 개구로부터 연장되는 주름이 열 교환기 표면까지 실질적으로 반경방향으로 연장되고 이에 의해 개스킷 범위의 영역을 중단 없이 횡단하고 인접한 열 교환기 판의 대응 주름을 가로지르며, 그에 따라 개스킷의 범위가 다른 판의 주름 홈과 한 판의 주름 힐의 교차 지점에 의해 양쪽 측면 상에 측면으로 배치되고, 열 교환기 판 사이에 배열된 개스킷은 이 영역에서 열 교환기 판의 프로파일에 적응되도록 단면이 변경되며, 그에 따라 압축된 상태에서 개스킷의 전체 범위에 걸쳐 실질적으로 동일한 특정 개스킷 압력이 획득된다는 점에서 달성된다.
EP 941.759 A호는 내고온성 교환기의 제조 방법에 관한 것이다. 교환기는 인클로저에 추가로 연결된 파이프 판에 밀봉 연결된 다수의 튜브로 제조된다. 파이프 판은 인클로저와 튜브를 몰드에 위치 설정하고 이후에 소결되는 세라믹 슬러리를 주입함으로써 실현된다.
WO 95/30867 A1호 및 NO 316475 B1호는 열 교환기 요소 및 그 제조를 설명하고 있으며, 여기서 열 교환기 요소는 절첩되어 복수의 슬릿을 형성하는 판으로 구성되며, 여기서 판은 열 교환될 유체를 한정하고, 각각의 유체는 판의 양쪽에 있는 슬릿 내에서 유동한다.
US 2004/0094398 A1호는 열 교환기를 개시하는데, 여기서 유체를 위한 유동 관은 얇고 절첩된 시트 재료의 양쪽에 있는 슬릿으로 구성되고, 관의 슬릿 폭과 슬릿의 깊이 사이의 비율은 시트 재료의 두께의 0.15배 미만이다.
전술한 문헌은, 열 교환기 패키지 및/또는 열 교환기 시스템의 분해 및 조립, 세정 및/또는 유지 보수가 설명되고 단순화된, 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템을 교시하지 않는다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제 또는 결점 중 하나 이상을 해결하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유지 보수가 용이한, 2개 이상의 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소 및 열 교환기 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소의 제조 방법, 열 교환기 요소, 열 교환기 요소용 안내 요소, 및 독립 청구항 1의 특징을 갖는 본 발명에 따른 다수의 안내 요소와 열 교환기를 포함하는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템으로 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항에 나타낸다.
본 발명은 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소의 제조 방법에 관한 것으로, 열 교환기 요소는 시트 재료와 외부 케이싱을 포함하고, 방법은 하기 단계를 포함한다:
- 시트 재료를 시트 재료의 길이방향으로 연장하는 복수의 슬릿으로 절첩함으로써, 4개의 단부 표면 및 2개의 대향 열 전달 표면을 갖는 절첩된 시트 재료를 제공하는 단계,
- 절첩된 시트 재료를 몰드 내에 배치하는 단계, 및
- 재료를 몰드 내에 추가하여 절첩된 시트 재료와 열 교환기 요소용 외부 케이싱을 원피스로 캐스팅하는 단계로서, 몰딩은 열 교환기 요소의 외부 케이싱이 절첩된 시트 재료의 단부 표면만을 덮고 중앙 개구를 통해 노출된 2개의 대향 열 전달 표면을 남기는 원피스 열 교환기 요소를 제공하고, 몰딩은 외부 케이싱의 중앙 개구의 대향 측면에 2개의 관통 구멍을 추가로 제공하며, 2개의 관통 구멍은 각각의 유체의 입구와 출구를 형성하는, 단계.
대안 실시예에서, 열 교환기 요소의 제조 방법은 복수의 핸들을 몰드에 추가하는 추가 단계를 포함할 수 있으며, 이에 의해 열 교환기 요소에 핸들이 제공될 것이다.
열 교환기 요소의 외부 케이싱은 따라서 절첩된 시트 재료의 원주 둘레의 절첩된 시트 재료와 일체화되고 이를 덮는 반면, 2개의 대향 열 전달 표면은 개방되어 주변 환경에 노출된다.
상기 열 교환기 요소의 제조 방법은 외부 케이싱과 절첩된 시트 재료 사이에 유체 밀폐 연결을 제공할 것이며, 이에 따라 열 교환기 요소는 개스킷, 밀봉부 등을 사용하지 않고 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 열 교환기 요소는, 절첩된 시트 재료의 일 단부 표면이 몰드 내에 배치되고 재료, 예를 들어 폴리우레탄(PU)이 몰드에 주입되는 것에 의해 제조될 수 있다. 재료가 응고되면, 절첩된 시트 재료의 대향 단부 표면에 대해 프로세스가 반복된다.
그 후, 절첩된 시트 재료의 나머지 2개의 단부 표면에 대해 프로세스가 반복된다.
열 교환기 요소가 하나 이상의 핸들을 갖게 제조될 때, 하나 이상의 핸들이 몰드에 추가된다.
그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 열 교환기 요소가 제조될 때 에폭시 등과 같은 다른 재료도 사용될 수 있음을 알 것이다.
본 발명은 또한 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소에 관한 것으로, 열 교환기 요소는 외부 케이싱 및 절첩된 시트 재료의 길이방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함하는 절첩된 시트 재료를 포함하고, 절첩된 시트 재료는 4개의 단부 표면 및 2개의 대향 열 전달 표면(상부 및 하부 열 전달 표면 또는 좌측 및 우측 열 전달 표면)을 가지며, 이 길이방향 연장 슬릿은 유체 유동 경로를 형성하고, 절첩된 시트 재료 및 복수의 핸들은 외부 케이싱에서 원피스로 캐스팅되며, 외부 케이싱에는 중앙 관통 개구가 제공되고, 각각의 유체에 대한 입구 및 출구를 형성하는 2개의 관통 구멍은 외부 케이싱의 중앙 관통 개구의 대향 측면에 제공되며 관통 중앙 개구는 열 교환기 요소의 절첩된 시트 재료의 2개의 대향 열 전달 표면을 노출시킨다.
본 발명은 또한 열 교환기 요소용 안내 요소에 관한 것으로, 안내 요소는 유체용 2개의 입구와 2개의 출구 및 적어도 한 측면에 제공된 비드 또는 에지를 포함하여, 제1 유체용 입구 및 출구 둘레에 인클로저를 형성한다. 이러한 안내 요소는 열 교환기 요소의 각각의 측면에 배열되며, 안내 요소(들)의 목적은 열 교환기 요소에 제공된 슬릿을 통해 유체가 유동하도록 지향시키고 강제하여 원하는 유체 유동을 획득한다. 더욱이, 안내 요소는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템 내부의 유체 압력(실제 유체 압력과 차압, 즉, 유체 사이의 차압 모두)을 견디는 강도에 기여한다.
일 양태에 따르면, 안내 요소의 높이 및/또는 폭은 열 교환기 요소의 높이 및/또는 폭보다 클 수 있다.
본 발명은 또한 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템에 관한 것으로, 모듈식 시스템은 2개의 단부 판을 포함하고, 2개의 단부 판 중 적어도 하나는 유체용 입구 및 출구를 갖게 구성되며, 모듈식 시스템은 다수의 열 교환기 요소용 안내 요소 및 다수의 열 교환기 요소를 포함하고, 다수의 안내 요소 및 열 교환기 요소는 연속적으로 잇따라 배열된다. 더욱이, 열 교환기 요소는, 서로 마주하는 측면 상의 2개의 인접하거나 연속적인 열 교환기 요소(그 사이에 배열된 안내 요소를 가짐)가 동일한 유체를 운반하도록 배열된다.
단부 판의 한쪽 또는 양쪽에서 유체의 입구와 출구의 배열을 통해, 본 기술 분야의 숙련자는, 모듈식 시스템이 두 유체가 동일한 단부 판에 입구와 출구를 가질 수 있는 방식으로 배열될 수 있고, 하나의 단부 판은 한 유체에 대한 입구와 출구만을 가질 수 있으며 다른 단부 판은 다른 유체에 대한 입구와 출구를 가질 수 있거나, 하나의 단부 판은 두 유체에 대한 입구와 출구를 가질 수 있는 반면 다른 단부 판은 다른 유체에 대한 입구와 출구를 가질 수 있음을 알 것이다.
일 실시예에 따르면, 단부 판(들)에 제공된 유체용 입구 및 출구, 안내 요소 및 열 교환기 요소는, 모듈식 시스템이 조립될 때, 각각의 요소(열 교환 요소 및 안내 요소)의 유체용 입구 및 출구가 나머지 요소의 대응 입구 및 출구와 정렬되고, 그에 따라 상이한 평면 또는 높이의 유체에 대해 밀봉할 필요가 없도록 제공된다.
본 발명에 따른 열 교환기 요소는, 절첩된 시트 재료가 외부 케이싱과 통합될 때, 절첩된 시트 재료의 중앙 개구를 통해 실질적으로 전체 열 전달 표면을 노출시키는 요소를 의미하는 것으로 이해하여야 하며, 중앙 개구는 절첩된 시트 재료의 전면 및 이면(또는 상부면 및 하부면)을 모두 노출시킨다. 이어서, 열 교환기 요소의 절첩된 시트 재료의 열 전달 표면은 열 교환기 요소의 양쪽 측면으로부터 간단한 세정 프로세스를 위해 완전히 접근할 수 있다.
유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템의 2개의 단부 판 사이에 배열된 열 교환기 요소 및 안내 요소의 개수는 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 일 실시예에서, 4개의 안내 요소 및 3개의 열 교환기 요소가 2개의 단부 판 사이에 연속적으로 배열될 수 있지만, 더 많은 수와 더 적은 수의 안내 요소 및 열 교환기 요소가 모두 본 발명에 따른 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템에 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
단부 판, 및 그 사이에 배열된 다수의 안내 요소 및 열 교환기 요소의 조립을 위해, 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템의 구성요소 또는 요소를 로킹하고 고정하기 위해 적어도 하나의 세장형 요소가 사용될 수 있다. 이어서, 각각의 단부 판은 적어도 하나의 관통 구멍, 슬롯, 절결부 등을 갖게 구성될 수 있으며, 각각의 단부 판의 적어도 하나의 관통 구멍, 슬롯, 절결부 등은 적어도 세장형 요소가 각각의 단부 판을 통과되게 하여 단부 판과 다수의 중간 안내 요소 및 열 교환기 요소를 조립하고 고정하도록 일치된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서, 적어도 하나의 세장형 요소는 단부 판 중 하나에 용접되고 나사식 연결, 너트, 급속 결합 등에 의해 다른 단부 판에 연결될 수 있지만, 적어도 하나의 세장형 요소는 또한 다른 방식으로, 예를 들어 나사식 연결, 너트, 급속 커플러 등에 의해 단부 판에 연결될 수도 있다.
본 발명에 따른 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템을 조립할 때, 원하는 개수의 안내 요소와 열 교환기 요소가 2개의 단부 판 사이에 차례로 배열될 수 있다. 안내 요소와 열 교환기 요소가 연속적으로 배열되고, 이어서 단부 판은 서로를 향해 이동하게 되고, 그 후 하나 이상의 세장형 요소를 사용하여 단부 판과 다수의 중간 안내 요소 및 열 교환기 요소를 조립하고 고정한다.
세장형 요소는, 예를 들어 볼트, 바아 등으로 구성될 수 있다.
유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템은 또한 적어도 입구 필터를 포함할 수 있으며, 이 입구 필터는 유체 중 하나를 위한 입구에 적절하게 연결된다. 그러면, 적어도 하나의 입구 필터는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템에서 막힘 위험을 감소시킨다. 시스템을 통과하는 유체 중 하나가, 예를 들어 해수이면, 입구 필터는 오염물(모래, 들뜬 껍질 등)이 다수의 안내 요소 및 열 교환기 요소로 침투하는 것을 방지할 것이다.
단부 판, 다수의 안내 요소와 열 교환기 요소가 조립되어 본 발명에 따른 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템을 형성할 때, 안내 요소가 그 사이에 배열되는 다수의 열 교환기 요소는, 인접한 2개의 열 교환기 요소 또는 후속 열 교환기 요소가 서로 마주하는 측면에서 동일한 유체를 운반하도록 배열된다.
본 발명에 따른 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템에 사용되는 각각의 열 교환기 요소는 절첩되어 복수의 슬릿을 형성하는 시트 재료를 포함하며, 이 슬릿은 열 교환기 요소를 통한 유체 유동 경로를 구성한다. 시트 재료의 재료에 따라, 시트 재료는 "연성" 또는 가요성일 수 있으며, 이에 따라 절첩된 시트 재료가 강성화될 수 있다.
시트 재료의 이러한 강성화는, 예를 들어 시트 재료의 길이 및 폭의 적어도 일부에 걸쳐 시트 재료가 복수의 스탬핑된 부분을 갖게 구성되고, 이 스탬핑된 부분은 비-스탬핑된 부분에 의해 서로 분리된다는 점에서 획득될 수 있다. 이어서, 스탬핑된 부분은 절첩된 시트 재료에서 슬릿의 벽을 형성하는 반면, 비-스탬핑된 부분은 시트 재료에서 절첩부를 형성하고, 시트 재료는 이어서 비-스탬핑된 부분 각각에 대해 절첩된다.
본 발명에 따라 스탬핑되는 시트 재료는 시트 재료의 형상(돌출/오목)을 변화시키는 외력에 시트 재료의 표면이 노출되는 것을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 스탬핑은 연속 또는 불연속 홈 또는 채널, 도트 또는 이들의 조합의 형태일 수 있다.
그러나, 절첩된 시트 재료의 강성화는 또한 다른 방식으로, 예를 들어 절첩된 시트 재료의 슬릿 사이에 스페이서를 제공함으로써 획득될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
전술한 강성화 수단은 절첩된 시트 재료가 절첩된 시트 재료의 표면 전체 또는 일부에 걸쳐 원하는 강성을 획득하게 할 것이다.
하나의 예시적인 실시예에서 절첩된 시트 재료의 슬릿은 평면으로서 구성되지만, 슬릿은 또한 부분 원, 원호 등으로서 구성될 수도 있음을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예는 슬릿에서 효율적인 고압 세정을 허용하는 하나 이상의 개방 영역을 형성하는 것으로 구성된 구조이다.
열 교환기 요소의 시트 재료는 하나의 예시적인 실시예에서 티타늄 또는 다른 적절한 재료로 이루어질 수 있으며, 여기서 시트 재료는 0.4 mm 내지 0.6 mm의 두께를 가질 수 있다. 더욱이, 절첩된 시트 재료의 각각의 슬릿 사이의 거리는, 예로서 2.5 mm 내지 3.5 mm일 수 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 2개의 인접한 슬릿 사이의 거리가 또한 더 많거나 더 적을 수 있다는 것을 알 것이다.
일 양태에 따르면, 안내 요소, 열 교환기 요소, 단부 판 등은 인접한 요소 사이의 "밀봉"이 상이한 온도 팽창에서도 타이트하게 유지되도록 평탄한 표면을 갖게 제조된다.
본 발명의 다른 이점 및 특징은 다음의 상세한 설명, 첨부 도면 및 다음의 청구범위로부터 명확하게 보일 것이다.
본 발명은 이제 하기 도면을 참조하여 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 2개 이상의 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소를 도시하고, 여기서 도 1a는 열 교환기 요소의 구성요소를 분해도로 위쪽에서 도시하며, 도 1b는 열 교환기 요소를 조립 또는 캐스팅된 상태로 사시도로 도시하고, 도 1c는 열 교환기 요소를 위쪽에서, 측면에서 그리고 밑면과 상부면에서 도시하며, 도 1d 내지 도 1f는 도 1a 내지 도 1c에 따른 열 교환기 요소의 대안적인 예시적인 실시예를 도시하고, 여기서 도 1d는 열 교환기 요소의 구성요소를 분해도로 위쪽에서 도시하며, 도 1e는 열 교환기 요소를 조립 또는 캐스팅된 상태로 사시도로 도시하고, 도 1f는 열 교환기 요소를 위쪽에서, 측면에서 그리고 밑면과 상부면에서 도시하고,
도 2a 내지 도 2c는 도 1a 내지 도 1f에 따른 열 교환기 요소의 시트 재료를 도시하고, 여기서 도 2a는 시트 재료의 절첩 전에 시트 재료를 도시하고, 도 2b는 절첩될 때 시트 재료의 예시적인 실시예를 도시하며, 도 2c는 도 2b에 따른 시트 재료의 대안적인 예시적인 실시예를 도시하고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 모듈식 열 교환기 시스템의 일 실시예를 도시하며, 여기서 도 3a는 모듈식 열 교환기 시스템을 분해도로 도시하고 도 3b는 도 3a에 따른 모듈식 열 교환기 시스템의 대안 실시예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3a 및 도 3b에 따른 모듈식 열 교환기 시스템의 대안 실시예를 위쪽에서, 측면에서 그리고 밑면과 상부면에서 도시하고, 여기서 도 4a 및 도 4b는 하나의 열 교환기 요소를 도시하며, 도 4c 및 도 4d는 2개의 열 교환기 요소를 포함하고 도 4e 및 도 4f는 4개의 열 교환기 요소를 포함하며,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 안내 요소를 도시하고, 여기서 도 5a는 안내 요소의 예시적인 실시예를 밑면(또는 상부면)에서 도시하고, 도 5b는 도 5a에 따른 안내 요소의 대안 실시예를 분해도로 도시하며, 도 5c는 조립된 상태의 안내 요소를 도시하고,
도 6a 및 도 6b는 도 4a 내지 도 4f에 따른 모듈식 열 교환기 시스템의 전방 패널 및 후방 패널을 도시한다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 2개 이상의 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소(1)의 대안 실시예를 도시하며, 여기서 도 1a 내지 도 1c는 절첩된 시트 재료(2) 및 외부 케이싱(3)을 포함하는 열 교환기 요소(1)의 실시예를 도시한다.
열 교환기 요소(1)의 제1 실시예가 도 1a 내지 도 1c에 도시되어 있으며, 여기서 열 교환기 요소(1)는 다음 단계를 포함하는 방법을 통해 제조된다: 시트 재료(2)는 시트 재료(2)에 복수의 슬릿(7)을 제공하도록 절첩되고, 시트 재료(2)는, 절첩될 때, 4개의 단부 표면(2A-2D) 및 2개의 대향 열 전달 표면(2E, 2F)(하나만 보여짐)을 가질 것이며, 슬릿(7)은 절첩된 시트 재료(2)의 길이방향(L)으로 연장될 것이다. 그 후, 복수의 슬릿(7)을 포함하는 절첩된 시트 재료(2)는 몰드(도시되지 않음) 내에 배치되고, 그 후 재료, 예를 들어 폴리우레탄(PU)이 몰드(도시되지 않음) 내에 주입되어 절첩된 시트 재료(2)를 열 교환기 요소(1)에서 외부 케이싱(3)을 형성할 프레임으로 캐스팅하며, 몰딩은 외부 케이싱(3)이 절첩된 시트 재료(2)의 단부 표면(2A-2D)만을 덮고 중앙 개구(4)를 통해 노출된 2개의 대향 열 전달 표면(2E-2F)을 남기는 원피스 열 교환기 요소(1)를 제공하고, 몰딩은 외부 케이싱(3)의 중앙 개구(4)의 대향 측면에 2개의 관통 구멍(5)을 추가로 제공하며, 2개의 관통 구멍(5)은 각각의 유체를 위한 입구와 출구를 형성한다.
따라서, 외부 케이싱(3)은 절첩된 시트 재료(2)의 외주만을 덮을 것이며, 이에 의해 외부 케이싱(3)에 중앙 개구(4)를 제공하여 중앙 개구(4)는 절첩된 시트 재료(2)의 양쪽 측면, 즉, 열 교환기 요소(1)의 상부면 및 밑면(또는 전면 및 이면) 모두를 노출시키고, 각각의 2개의 측면은 열 교환기 요소(1)의 열 전달 표면(2E, 2F)을 형성한다.
전술한 방법에 의해 제조되고 제1 실시예에 따른 완성된 열 교환기 요소(1)가 도 1b에 도시되어 있다.
열 교환기 요소(1)의 대안 실시예가 도 1d에 도시되어 있으며, 여기서 이 열 교환기 요소(1)는 도 1a 내지 도 1c에 따른 열 교환기 요소(1)와 동일한 방식으로 제조되지만, 이 실시예의 열 교환기 요소(1)는 열 교환기 요소(1)에 일체화되는 복수의 핸들(6)을 추가로 포함하고; 복수의 슬릿(7)이 제공되고 4개의 단부 표면(2A-2D) 및 2개의 대향 열 전달 표면(2E, 2F)을 갖는 절첩된 시트 재료(2)는 4개의 핸들(6)과 함께 몰드(도시되지 않음) 내에 배치되고, 그 후 재료, 예를 들어 폴리우레탄(PU)이 몰드(도시되지 않음) 내에 주입되어 절첩된 시트 재료(2), 복수의 핸들(6) 및 외부 케이싱(3)을 원피스로 캐스팅하며, 몰딩은 외부 케이싱(3)이 절첩된 시트 재료(2)의 단부 표면(2A-2D)만을 덮고 중앙 개구(4)를 통해 노출된 2개의 대향 열 전달 표면(2E-2F)을 남기는 열 교환기 요소(1)를 제공하고, 몰딩은 외부 케이싱(3)의 중앙 개구(4)의 대향 측면에 2개의 관통 구멍(5)을 추가로 제공하며, 2개의 관통 구멍(5)은 각각의 유체를 위한 입구와 출구를 형성한다.
도 1e는 전술한 방법에 의해 제조되고 제2 실시예에 따른 완성된 열 교환기 요소(1)를 도시한다.
그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 열 교환기 요소(1)를 제조할 때 폴리우레탄 이외의 다른 재료, 예를 들어 에폭시 등도 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.
열 교환기 요소(1)의 외부 케이싱(3)은 따라서 절첩된 시트 재료(2)(즉, 단부 표면(2A-2D))의 원주 둘레의 절첩된 시트 재료(2)와 일체화되고 이를 덮는 반면, 2개의 대향 열 전달 표면(2E-2F)은 개방되어 주변 환경에 노출된다.
열 교환기 요소(1)의 제조를 위한 상기 방법은 외부 케이싱(3)과 절첩된 시트 재료(2) 사이에 유체 밀폐 연결을 제공할 것이고, 이로써, 열 교환기 요소(1)는 개스킷, 밀봉 등을 사용하지 않고 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 열 교환기 요소(1)는, 절첩된 시트 재료(2)의 일 단부 표면, 예를 들어 2A가 몰드(도시되지 않음) 내에 배치되고 재료, 예를 들어 폴리우레탄(PU)이 몰드에 주입된다는 점에서 제조될 수 있다. 이것이 응고되면, 절첩된 시트 재료(2)의 대향 단부 표면(2B)에 대해 프로세스가 반복된다. 그 후, 절첩된 시트 재료(2)의 나머지 2개의 단부 표면(2C-2D) 각각에 대해 프로세스가 반복된다.
열 교환기 요소(1)는 하나 이상의 핸들(6)이 있거나 없이 제조될 수 있다. 열 교환기 요소(1)가 하나 이상의 핸들(6)을 갖게 제조될 때, 하나 이상의 핸들이 절첩된 시트 재료(2)와 함께 몰드에 추가될 것이다.
도 1b 및 도 1c는 열 교환기 요소(1)의 제1 실시예를 사시도로 측면도, 정면도, 평면도 및 후면도로부터 도시하고, 도 1d 내지 도 1f는 열 교환기 요소(1)의 제2 실시예를 사시도로 측면도, 정면도, 평면도 및 후면도로부터 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 열 교환기 요소(1)의 시트 재료(2)를 도시하며, 여기서 시트 재료(2)는 다수의 후속 스탬핑된 부분(8) 및 비-스탬핑된 부분(9)을 갖게 구성되어 있음을 알 수 있으며, 여기서 비-스탬핑된 부분(9)은 인접한 2개의 스탬핑된 부분(8) 사이에 배열된다. 스탬핑된 부분(8)은, 시트 재료(2)가 절첩될 때, 열 교환 요소(1)에서 슬릿(7)을 구성할 것이며, 이 슬릿(7)을 통해 유체가 유동하게 된다. 비-스탬핑된 부분(9)은 이후 시트 재료(2)에 대한 "절첩 영역"을 형성할 것이며, 즉, 시트 재료(2)는 비-스탬핑된 부분(9)에서 절첩된다.
스탬핑된 부분(8)의 스탬핑은, 열 교환기 요소(1)에 걸친 차압이 너무 커지면 열 교환기 요소(1)가 붕괴되는 것을 방지하기 위해 열 교환기 요소(1)에 필요한 강도를 제공할 것이고 열 교환기 요소(1)를 통과하는 유체에 난류를 제공할 것이다.
이 실시예에서 스탬핑된 부분(8)의 스탬핑이 "V-형태"를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 기술 분야의 숙련자는 스탬핑이 다른 "패턴" 또는 형태를 가질 수도 있음을 알 것이다.
스탬핑은, 예를 들어 프레스(도시되지 않음) 등에서 수행될 수 있으며, 시트 재료(2)는 프레스를 통해 공급되고, 시트 재료(2)의 일부(8)가 스탬핑된 다음, 프레스(도시되지 않음)가 들어올려지고 시트 재료(2)의 새로운 길이가 프레스로 전진되며, 그 후 프레스는 시트 재료(2)의 새로운 부분(8)을 스탬핑한다. 이 프로세스는 원하는 개수의 스탬핑된 부분(8)이 획득될 때까지 반복된다.
이어서, 시트 재료(2)는 "절첩 프로세스"를 통해 비-스탬핑된 부분(9)에 대해 절첩되어, 시트 재료(2)가 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같은 형태를 가질 것이다. 이는 절첩된 시트 재료(2)를 제공할 것이고, 여기서 2개의 스탬핑된 부분(8)이 열 교환기 요소(1)에서 슬릿(7)을 형성할 것이며, 절첩된 시트 재료(2)의 일 측면에 있는 슬릿(7)을 통해 유동하는 제1 유체는 절첩된 시트 재료(2)의 다른 측면에 있는 2개의 슬릿(7)에 의해 "둘러싸이게" 될 것이며, 이 2개의 슬릿(7)을 통해 제2 유체가 유동한다.
도 2a 내지 도 2c의 슬릿(7)은 평면으로서 도시되어 있지만, 이들은 부분 원, 원호 등으로서 구성될 수 있음을 이해하여야 한다.
더욱이, 비-스탬핑된 부분(9)은, 예로서 2.5 mm 내지 3.5 mm의 폭을 가질 수 있지만, 이 폭은 열 교환기 요소(1)의 특정 응용에 따라 더 많거나 더 작을 수도 있다.
시트 재료(2)의 제1 부분과 마지막 부분은 추가의 "절첩 지점"을 갖게 구성될 것이다. 절첩부(10)는 시트 재료(2)의 이 제1 및 마지막 부분의 일부가 후속 스탬핑된 부분(8)에 직교하여 배열되도록 이루어진다; 도 2b 및 도 2c를 또한 참조한다. 이 절첩된 부분(10), 즉, 절첩된 시트 재료(2)로부터 직교하여 돌출하는 부분은 외부 케이싱(3)에 대한 부착 지점을 구성할 것이다.
도 2b는 절첩부(10)가 스탬핑된 부분(8)의 폭 또는 높이의 절반이 되도록 이루어지는 실시예를 도시하고, 도 2c는 절첩부(10)가 절첩된 시트 재료(2)의 "하단"에 있도록 이루어지는 실시예를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)의 실시예를 도시하고, 여기서 도 3a는 모듈식 시스템(S)의 제1 실시예를 분해도로 도시하며, 도 3b는 모듈식 시스템(S)의 제2 실시예를 분해도로 도시한다.
이 예시적인 실시예에서 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)은 2개의 단부 판(11)(또는 전방 판 및 후방 판)를 포함하며, 여기서 2개의 안내 요소(12)와 1개의 열 교환기 요소(1)가 2개의 단부 판(11) 사이에 배열되고, 하나의 안내 요소(12)는 열 교환기 요소(1)의 각각의 측면에 배열된다.
열 교환기 요소(1)는 2개의 안내 요소(12) 사이에 배열되어, 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)은 다음과 같은 방식으로 조립된다: 전방 판(11), 제1 안내 요소(12), 열 교환기 요소(1), 제2 안내 요소(12) 및 후방 판(11).
각각의 단부 판(11)에는 단부 판(11)의 원주 둘레에 복수의 리세스(13) 또는 노치가 제공되어, 단부 판(11), 안내 요소(12) 및 열 교환기 요소(1)를 조립하고 고정하기 위해 대응하는 개수의 로킹 요소(14)가 사용될 수 있다.
로킹 요소(14)는 로드, 바아 등일 수 있으며, 여기서 로킹 요소(14)에는 너트와 연결되도록 나사부가 제공된다.
입구 필터(도시되지 않음)는, 예를 들어 볼트 등의 도움으로 적절한 방식으로 단부 판(11) 중 하나에 연결되며, 입구 필터는 열 교환될 유체 중 하나 또는 양자 모두의 오염물의 결과로서 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)에서 물리적 막힘 위험을 감소시킬 것이다.
단부 판(11) 중 하나는 열 교환될 각각의 유체를 위한 입구 및 출구(15, 16; 17, 18)(또한 도 6a 참조)를 갖게 추가로 구성되며, 여기서 제1 유체용 입구 및 출구(15, 16)와 제2 유체용 입구 및 출구(17, 18)는 단부 판(11)의 대향 에지에 배열된다.
그 다음, 제1 유체용 입구(15)는 제2 유체용 입구(17)와 대각선으로 반대쪽에 배열될 것이고, 유사하게 제1 유체용 출구(16)는 제2 유체용 출구(18)와 대각선으로 반대쪽에 배열될 것이다. 따라서, 유체 사이의 열 교환을 위한 시스템(S)이 사용되는 경우 열 교환 대상 유체가 서로 반대 방향으로 유동하게 되어, 유체 사이의 최적의 열 전달을 달성하게 된다.
열 교환될 유체의 공급을 위한 파이프(도시되지 않음)가 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)에 연결되는 방법은 본 기술 분야의 숙련자가 이것이 수행되는 방법을 알 것이기 때문에 여기에서 상세히 설명하지 않는다.
유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)이 하나 초과의 열 교환기 요소(1)를 포함하는 경우, 열 교환기 요소(1)는 2개의 인접한 열 교환기 요소(1)에서 서로 마주하는 2개의 측면이 동일한 유체를 운반하는 단부 판(11) 사이에 배열되도록 되어 있고, 이는 서로 마주하는 측면의 제1 및 제2 열 교환기 요소(1)가 제1 유체를 운반하는 반면, 제2 및 제3 열 교환기 요소(1)의 측면이 제2 유체를 운반함을 의미한다.
도 3a에 도시된 실시예에서, 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)은 핸들(6)을 갖게 제조되지 않은 2개의 안내 요소(12)와 하나의 열 교환기 요소(2)를 포함하는 반면, 도 3b에 도시된 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)은 핸들(6)을 갖게 제조된 2개의 안내 요소(12)와 하나의 열 교환기 요소(2)를 포함한다.
그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 더 많거나 더 적은 수의 열 교환기 요소(1) 및 안내 요소(12)가 2개의 단부 판(11) 사이에 배열될 수 있음을 이해할 것이며, 여기서 열 교환기 요소(1) 및 안내 요소(12)의 개수는 가용 공간, 원하는 용량, 백업 용량 및 개발 가능성에 따라 달라진다. 안내 요소(12) 및 열 교환기 요소(1)는 그 다음 연속적으로 잇따라 배열된다. 더욱이, 열 교환기 요소(2)는 2개의 인접하거나 연속적인 열 교환기 요소(2)(그 사이에 배열된 안내 요소(12)를 가짐)가 서로 마주하는 측면 사이에서 동일한 유체를 운반하도록 배열된다.
유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)이 조립될 때, 시스템(S)은 고정된 위치에 모듈식 시스템(S)을 유지하기 위해 적절한 방식으로 스탠드(30) 또는 랙에 연결될 수 있다.
위의 내용은 도 4a 내지 도 4f에 도시되어 있는데, 도 4a 및 도 4b는 조립된 상태에 있고 하나의 열 교환 요소(1)와 2개의 안내 요소(12)를 포함하는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)을 도시하고, 여기서 열 교환 요소(1)와 2개의 안내 요소(12)는 도 4a에서 핸들 없이 도시되고 도 4b에서는 핸들(6)이 제공되며; 도 4c 및 도 4d는 조립된 상태에 있고 2개의 열 교환 요소(1)와 3개의 안내 요소(12)를 포함하는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)을 도시하며, 여기서 2개의 열 교환 요소(1)와 3개의 안내 요소(12)는 도 4c에서 핸들 없이 도시되고 도 4d에서는 핸들(6)이 제공되며; 도 4e 및 도 4f는 조립된 상태에 있고 4개의 열 교환 요소(1)와 5개의 안내 요소(12)를 포함하는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)을 도시하며, 여기서 4개의 열 교환 요소(1)와 5개의 안내 요소(12)는 도 4e에서 핸들 없이 도시되고 도 4f에서는 핸들(6)이 제공된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 안내 요소(12)를 도시하며, 여기서 안내 요소(12)는 열 교환기 요소(1)의 슬릿(7)을 통해 유체가 유동하도록 지향시키고 강제하기 위해 열 교환기 요소(1)에 인접하게 배열된다.
더욱이, 각각의 안내 요소(12)는 열 교환될 각각의 유체를 위한 입구 및 출구(15, 16; 17, 18)를 갖게 구성되고, 제1 유체용 입구 및 출구(15, 16)와 제2 유체용 입구 및 출구(17, 18)는 안내 요소(12)의 대향 에지에 배열된다.
단부 판(11)에 대해 설명된 바와 같이, 제1 유체용 입구(15)는 제2 유체용 입구(17)와 대각선으로 반대쪽에 배열될 것이고, 유사하게 제1 유체용 출구(16)는 제2 유체용 출구(18)와 대각선으로 반대쪽에 배열될 것이다. 따라서, 유체 사이의 열 교환을 위한 시스템(S)이 사용되는 경우 열 교환 대상 유체가 서로 반대 방향으로 유동하게 되어, 유체 사이의 최적의 열 전달을 달성하게 된다.
각각의 안내 요소(12)에는 또한 안내 요소(12)의 한 측면에 배열된 필터(19)가 제공되며, 여기서 안내 요소(12)에는 제1 유체용 입구(15) 및 출구(16) 둘레에 인클로저를 형성하도록 배열된 비드 또는 에지(20)가 제공된다.
유사하게, 안내 요소(12)의 반대쪽에는 또한 제2 유체용 입구(17) 및 출구(18) 둘레에 인클로저를 형성하도록 배열된 비드 또는 에지(21)가 제공될 수 있다.
안내 요소(12)는 열 교환기 요소(1)의 입구 및 출구를 통해 그리고 또한 열 교환기 요소(1)를 통해 유체를 유도하거나 강제하는 것을 도울 것이다.
각각의 안내 요소(12)는 또한 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S) 내부의 유체 압력(실제 유체 압력과 차압, 즉, 유체 사이의 차압 모두)을 견디는 강도에 기여한다.
따라서, 안내 요소(12)의 높이 및/또는 폭은 열 교환기 요소(1)의 높이 및/또는 폭보다 클 수 있다.
도 5b 및 도 5c는 도 5a에 따른 안내 요소(12)의 대안 실시예를 도시하며, 여기서 핸들(6)은 이 실시예에서 안내 요소(12)에 일체화되고; 도 5b는 안내 요소(12)를 분해도로 도시하고 도 5c는 조립된 안내 요소(12)를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)의 전방 판 및 후방 판(11)을 도시하며, 여기서 각각의 단부 판(11)에는 단부 판(11)의 원주 둘레에 복수의 리세스(13) 또는 노치가 제공되어, 단부 판(11), 안내 요소(12) 및 열 교환기 요소(1)를 조립하고 고정하기 위해 대응하는 개수의 로킹 요소(14)가 사용될 수 있다.
로킹 요소(14)는 로드 등일 수 있으며, 여기서 로킹 요소(14)에는 너트와 연결되도록 나사부가 제공된다.
전방 판(11)은 열 교환될 각각의 유체를 위한 입구 및 출구(15, 16; 17, 18)를 갖게 추가로 구성되며, 여기서 제1 유체용 입구 및 출구(15, 16)와 제2 유체용 입구 및 출구(17, 18)는 단부 판(11)의 대향 에지에 배열된다.
그 다음, 제1 유체용 입구(15)는 제2 유체용 입구(17)와 대각선으로 반대쪽에 배열될 것이고, 유사하게 제1 유체용 출구(16)는 제2 유체용 출구(18)와 대각선으로 반대쪽에 배열될 것이다. 따라서, 유체 사이의 열 교환을 위한 시스템(S)이 사용되는 경우 열 교환 대상 유체가 서로 반대 방향으로 유동하게 되어, 유체 사이의 최적의 열 전달을 달성하게 된다.
더욱이, 단부 판(들)(11)에 제공된 유체용 입구 및 출구(15, 16, 17, 18), 안내 요소(12) 및 열 교환기 요소(1)는, 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)이 조립될 때, 각각의 요소(1, 11, 12)의 유체용 입구 및 출구(15, 16, 17, 18)가 나머지 요소의 대응 입구 및 출구(15, 16, 17, 18)와 정렬되고, 그에 따라 상이한 평면 또는 높이의 유체에 대해 밀봉할 필요가 없도록 제공된다.
본 발명은 현재 비제한적인 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 첨부된 청구범위에 한정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 설명된 유체 사이의 열 교환을 위한 시스템 및 개방 요소에 대해 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 유체 사이의 열 교환을 위한 모듈식 시스템(S)으로서, 적어도 하나의 단부 판(2)이 유체용 입구(15, 16) 및 출구(17, 18)를 갖게 구성되는 2개의 단부 판(2)을 포함하고, 모듈식 시스템(S)은 다수의 열 교환기 요소(1) 및 다수의 안내 요소(12)를 포함하는, 모듈식 시스템(S)에 있어서, 각각의 열 교환기 요소(1)는 절첩된 시트 재료(2)를 포함하고, 절첩된 시트 재료는 절첩된 시트 재료(2)의 길이방향으로 연장되는 복수의 슬릿(7)을 포함하며, 이 길이방향 연장 슬릿(7)은 유체 유동 경로를 형성하고, 절첩된 시트 재료(2)는 중앙 관통 개구(4)가 제공된 외부 케이싱(3)에서 원피스로 캐스팅되며, 각각의 유체용 입구 및 출구를 형성하는 2개의 관통 구멍(5)은 하우징(3)의 중앙 관통 개구(4)의 대향 측면에 제공되고, 관통 중앙 개구(4)는 절첩된 시트 재료(2)의 전면 및 이면을 노출시키며, 각각의 안내 요소(12)는 유체를 위한 2개의 입구(15, 16) 및 2개의 출구(17, 18), 및 일 측면에 제공되어 제1 유체용 입구(15)와 출구(16) 둘레에 인클로저를 형성하는 비드 또는 에지(20), 및 반대쪽에 제공되어 제2 유체용 입구(17) 및 출구(18) 둘레에 인클로저를 형성하는 비드 또는 에지(21)를 포함하고, 열 교환기 요소(1)와 안내 요소(12)는 연속적으로 잇따라 배열되며, 열 교환기 요소(1)는 서로 마주하는 측면 상의 2개의 인접한 열 교환기 요소(1)가 동일한 유체를 운반하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  2. 제1항에 있어서, 시트 재료(2)는 티타늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  3. 제1항에 있어서, 슬릿(7)의 슬릿 폭과 슬릿 깊이 사이의 비율은 0.15 미만인 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 절첩된 시트 재료(2)의 슬릿(7)의 벽은 평면, 부분 원 또는 원호로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  5. 제1항에 있어서, 안내 요소(12)는 안내 요소(12)의 양 단부에 제공된 적어도 필터(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 안내 요소(12)는 안내 요소(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  7. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 단부 판(11)은 열 교환될 각각의 유체를 위한 입구 및 출구(15, 16; 17, 18)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 단부 판(11)에는 단부 판(11)의 원주 둘레에 복수의 오목부(13)가 제공되고, 대응하는 개수의 로킹 요소(14)가 복수의 리세스(13)와 협력하여 단부 판(11), 안내 요소(12) 및 열 교환기 요소(1)를 조립하고 고정시키는 것을 특징으로 하는, 모듈식 시스템(S).
  9. 유체 사이의 열 교환을 위한 열 교환기 요소(1)의 제조 방법으로서, 열 교환기 요소(1)는 시트 재료(2) 및 외부 케이싱(3)을 포함하는 방법에 있어서, 방법은 하기 단계, 즉:
    - 시트 재료(2)를 시트 재료(2)의 길이방향으로 연장하는 복수의 슬릿(7)으로 절첩하는 단계,
    - 절첩된 시트 재료(2)를 몰드(도시되지 않음) 내에 배치하는 단계, 및
    - 절첩된 시트 재료(2)와 외부 케이싱(3)을 원피스로 캐스팅하도록 재료를 몰드(도시되지 않음) 내에 추가하는 단계를 포함하고, 외부 케이싱(3)은 절첩된 시트 재료(2)의 외주를 덮고, 이에 의해 열 교환기 요소(1)에 중앙 개구(4)를 제공하여 절첩된 시트 재료(2)의 대향 측면을 노출시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 핸들(6)을 몰드에 추가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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