KR20200042473A - 열교환판 및 열교환기 - Google Patents

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다비드 산체스
마르첼로 마스그라우
카르멘 발사로브레
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이노히트 스웨덴 에이비
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Abstract

제1 매질과 제2 매질 간의 열교환기(100)의 판(110)으로, 이 판이 제1 매질과 접촉하도록 배치되는 판의 제1 측(113) 상의 제1 전열면(114)과; 제2 매질과 접촉하도록 배치되는 판의 제2 측(115) 상의 제6 전열면(116)과; 판의 높이 방향(H)으로 국부적으로 돌출하는 판(110; 210; 310)의 복수의 인입부(120, 130, 140)들을 구비하고, 이 판이 유사한 판들과 함께 적층되어 열교환기의 열교환판 스택을 형성하도록 구성된다. 본 발명은 이 판이 상기 스택 내의 인접 판의 대응 리지형 인입부와 함께 일반적 흐름 방향을 가지는 제1 매질의 폐쇄된 흐름 채널(105', 105'')을 형성하도록 구성된 리지형 인입부를 구비하고, 상기 폐쇄된 흐름 채널이 높이 방향에서 보아 바닥(105a)과 천장(105b)를 구비하고, 모두 같은 높이 방향으로 편심되는 상기 바닥과 상기 천장에 의해 상기 일반적 흐름 방향을 따른 높이 방향의 계단(105c)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환판 및 열교환기
본 발명은 특히 액체 형태의 제1 매질로부터 기체 형태의 제2 매질로의 열교환에 사용하는 적층판(stacked-plate) 열교환기에 관한 것이다. 본 발명 열교환기의 특히 유용한 응용분야는 공기 냉각기(air cooler)이다.
본 발명은 또한 이러한 열교환기에 특히 적합한 열교환판(heat exchanging plate)에도 관련된다.
적층판 열교환기는 그 자체로 알려져 있는데 예를 들어 EP2682702B1 및 EP0186592B1 등 많은 다른 응용분야에 알려져 있다. 이러한 적층판 열교환기는 이러한 열교환판들의 스택(stack) 내의 인접 판들 사이에 형성되며 특히 이러한 판들 상의 해당 열교환면들로 구획되는(delimited) 열교환될 다른 매질들의 흐름 채널들을 구비할 수 있다.
이 판들은 비교적 얇은 스탬핑 성형된(stamped) 금속 부품들로 제조되는 것으로 알려져 있는데, 이 금속 부품들이 결합되어 열교환기를 형성한다. 이러한 열교환기는 비교적 효율적으로 제조될 수 있다. 오목부(dimple)들이 판 상에 배치되어 전체 판에 걸쳐 서로 접촉하므로 이러한 열교환기에 우수한 기계적 안정성을 제공한다.
개별적인 열교환판은 또한 열교환 매질의 통과를 위한 관통 구멍(through hole)들을 구비하는 것으로 알려져 있다. 이는 예를 들어 DE1501607A1에 보인다.
많은 열교환 분야들, 특히 기상(gaseous) 매질을 다른 매질과 열교환할 때, 적절한 기계적 안정성과 열교환을 통한 바람직한 낮은 기체의 압력 강하(pressure drop)는 서로 상충된다(trade-off). 판들 사이의 기체 통로 채널에 접촉 오목부 또는 다른 연결 인입부(indentation)를 증가시키면, 기계적 안정성이 높아질 뿐 아니라 압력 강하도 더 커진다. 높은 기계적 안정성과 낮은 압력 강하 양자를 가지는 열교환기를 제공하면 바람직할 것이다.
이러한 열교환기는 또한 열교환 매질의 높은 처리량(throughput)을 유지할 수 있으면서 높은 열적 열교환 효율을 제공해야 할 것이다.
뿐만 아니라, 이러한 열교환기는 최종 제품 품질에 있어서 높은 신뢰성을 가지고 제조에 용이해야 한다.
본 발명은 전술한 문제들을 해결한다.
이에 따라, 본 발명은 제1 매질과 제2 매질 간의 열교환기의 판에 관련되는데, 이 판은 연장의 주 평면(main plane)과 상기 주 평면에 직교하는 높이 방향에 연계되고, 제1 측을 따라 흐르는 제1 매질과 접촉하도록 배치된 판의 제1 측 상의 제1 전열면(heat transfer surface)과; 제2 측을 따라 흐르는 제2 매질과 접촉하도록 배치된 판의 제2 측 상의 제2 전열면과; 판의 재질을 상기 판의 높이 방향으로 국부적으로 돌출시켜 형성된 복수의 인입부(indentation)들을 구비하고, 이 판이 유사한 판들과 함께 적층되어(stacked) 열교환기의 열교환판 스택(stack)을 형성하는 열교환기로, 이 판이 상기 스택 내의 인접 판의 대응 리지형(ridge-shaped) 인입부와 함께 일반적 흐름 방향(general flow direction)을 가지는 제1 매질의 적어도 하나의 폐쇄된 흐름 채널(closed flow channel)을 형성하도록 구성된 리지형 인입부를 구비하고, 상기 폐쇄된 채널이 높이 방향에서 보아 바닥(floor)과 천장(ceiling)을 구비하며, 폐쇄된 채널이 모두 동일한 높이 방향으로 편심(offset)되는 상기 바닥과 상기 천장에 의해 상기 일반적 흐름 방향을 따라 높이 방향의 계단(step)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 예시적 실시예들과 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명할 것인데, 도면에서:
도 1a는 제1 판의 상면 측에서 보아 제1 판의 제2 면을 보이는 본 발명에 따른 제1 열교환판의 사시도;
도 1b는 제1 판의 하면 측에서 보아 제1 판의 제1 면을 보이는 제1 열교환판의 사시도;
도 1c는 제1 판의 상면도;
도 1d는 제1 판의 측면도;
도 1e는 제1 판을 구비하는 본 발명에 따른 제1 열교환기의 사시도;
도 1f는 제1 열교환기의 측면도;
도 1g는 제1 판의 주 평면에 직교하고 제1 열교환기의 제2 매질의 일반적 흐름 방향에 평행하게 취한 단면을 가지는 제1 열교환기의 단면 사시도;
도 1h는 제1 판의 주 평면에 직교하고 제1 열교환기의 제2 매질의 일반적 흐름 방향에 직교하게 취한 단면을 가지는 제1 열교환기의 단면 사시도;
도 1i는 제1 판의 주 평면에 평행하지만 판들 간이 아니라 판을 통해 튀한 단면을 가지는 제1 열교환기의 단면 사시도;
도 1j는 제1 열교환기에 포함되는 열교환판 스택의 사시도;
도 1k는 도 1j의 상세 사시도;
도 2a는 제2 판의 상면 측에서 보아 제2 판의 제2 면을 보이는 본 발명에 따른 제2 열교환판의 사시도;
도 2b는 제2 판의 하면 측에서 보아 제2 판의 제1 면을 보이는 제2 열교환판의 사시도;
도 2c는 제2 판의 상면도;
도 2d는 제2 판을 구비하는 본 발명에 따른 제2 열교환기의 사시도;
도 2e는 제2 열교환기의 단면 사시도;
도 3a는 제3 판의 상면 측에서 보아 제3 판의 제1 면을 보이는 본 발명에 따른 제3 열교환판의 사시도;
도 3b는 제3 판을 하면 측에서 보아 제3 판의 제1 면을 보이는 제3 판의 사시도;
도 3c는 제3 판의 상면도;
도 3d는 제3 판을 구비하는 본 발명에 따른 제3 열교환기의 사시도;
도 4a는 제4 판의 상면 측에서 보아 제4 판의 제2 면을 보이는 본 발명에 따른 제4 열교환판의 사시도;
도 4b는 제4 판의 하면 측에서 보아 제4 판의 제1 면을 보이는 제4 판의 사시도;
도 4c는 제4 판의 하면도;
도 4d 및 4e는 각각 제4 판의 상세 사시도들;
도 5a는 제5 판의 상면 측에서 보아 제5 판의 제2 면을 보이는 본 발명에 따른 제5 열교환판의 사시도;
도 5b는 제5 판의 하면 측에서 보아 제5 판의 제1 면을 보이는 사시도;
도 5c는 제5판의 하면도;
도 5d는 제5 판의 상세 사시도;
도 6a는 제6 판의 상면 측에서 보아 제6 판의 제2 면을 보이는 본 발명에 따른 제6 열교환판의 사시도;
도 6b는 제6 판의 하면 측에서 보아 제6 판의 제1 면을 보이는 사시도;
도 6c는 제6 판의 하면도; 그리고
도 6d는 제6 판의 상세 사시도이다.
모든 도면들의 모든 참조번호들에 걸쳐 마지막 두 자리가 동일하면 동일 또는 대응 부분들을 지시한다. 또한 도면들에 도시된 모든 예시적 실시예들은 동일한 부분들에 대해 동일한 세 자리의 참조번호들을 공유한다.
여기서 도 le-lk; 2d; 및 3d에는 본 발명의 제1 국면(aspect)에 따른 열교환기(100; 200; 300)가 도시되어 있는데, 이 열교환기(100; 200; 300)는 제1 매질과 제2 매질 간에 열교환하도록 구성된다.
열교환기(100; 200; 300)는 제 1매질을 위한 주 유입구(main inlet; 101; 201; 301)와 제1 매질을 위한 주 유출구(102; 202, 302)를 구비한다.
열교환기(100; 200; 300)는 또한 복수의 금속 박판 열교환판(heat exchanging sheet metal plate; 110; 210; 310)들을 구비한다. 이러한 열교환기에 사용되기에 적합한 열교환판(410; 510; 610)들은 도 4a-6d에도 도시되어 있음에 유의해야 한다. 도 la-1d; 2a-2c; 및 3a-3c 역시 판(110, 210, 310)들을 더 상세히 도시하고 있다.
상기 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 각각 대략 평행한 연장의 주 평면(main plane; P)과 상기 주 평면에 직교하는 높이 방향(H)에 연계된다.
뿐만 아니라 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 제1 매질을 위한 판 유입구(plate inlet; 111; 211; 311; 411; 511; 611)를 구비하는데, 이 판 유입구는 제1 매질의 해당(in question) 상기 주 유입구(101; 201; 301)에 연결된다. 마찬가지로, 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 제1 매질의 상기 주 유출구(102; 202; 302)에 연결되는 판 유출구(plate outlet; 112; 212; 312; 412; 512; 612)를 구비한다.
또한 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 해당 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 제1 측(113; 213; 313; 413; 513; 613) 상에 상기 제1 측(113; 213; 313; 413; 513; 613)을 따라 흐르는 제1 매질과 접촉하도록 구성된 각 제1 전열면(heat transfer surface)(114; 214; 314; 414; 514; 614)을 구비한다. 이에 따라, 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 해당 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 제2 측(115; 215; 315; 415; 515; 615) 상에 상기 제2 측(115; 215; 315; 415; 515; 615)을 따라 흐르는 제2 매질과 접촉하도록 구성된 제2 전열면(116; 216; 316; 416; 516; 616)을 구비한다. 이에 따라 제1 매질은 제1 전열면(114; 214; 314; 414; 514; 614)을 따라 이와 직접 열접촉(thermal contact)하며 흐르도록 구성되고, 제2 매질은 제2 전열면(116; 216; 316; 416; 516; 616)을 따라 이와 직접 열접촉하며 흐르도록 구성된다.
도면들에 도시된 예시적 판(110, 210, 310, 410, 510, 610)들에서, 판 스택(plate stack) 내에서 한 판의 제1 측(113; 213; 313; 413; 513; 613)이 인접 판의 제1 측(113; 213; 313; 413; 513; 613)에 접촉(abut)하도록 배치되므로, 각 제1 매질이 전체 해당 제1 전열면(114; 214; 314; 414; 514; 614)과 접촉하도록 구성되지 않음에 유의해야 한다. 제1 매질과 접촉하도록 구성된 각 제1 전열면(114; 214; 314; 414; 514; 614)의 일부는 실제 제1 매질 흐름 채널(flow channel)(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들을 형성하는 부분이다. 이하 참조.
이에 따라 제1 매질은 상기 주 유입구(101; 201; 301)를 통해 열교환기(100; 200; 300)에 진입한 다음; 열교환기(100; 200; 300)에 구비된 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 각 유입구(111; 211; 311; 411; 511; 611)에 평행 흐름(parallel flow) 형태로 분배되고; 상기 제1 전열면(114; 214; 314; 414; 514; 614)을 따라 흘러; 제1 매질의 각 판 유출구(112; 212; 312; 412; 512; 612)를 통해 배출되고; 평행 흐름 형태로 집결(collect)되어 제1 매질의 열교환기 주 유출구(102; 202, 302)를 통해 하나의 단일한 흐름으로 배출된다. 이러한 흐름 동안, 제1 매질은 제1 측(113; 213; 313; 413; 513; 613)과 제2 측(115; 215; 315; 415; 515; 615) 사이, 특히 제1 전열면(114, 214, 314, 414, 514, 614)과 제2 전열면(116, 216, 316, 416, 516, 616) 사이의 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 금속 박판 재질을 통해 제2 매질과 열교환한다. 후술할 브리지형 인입부(130, 230, 330, 430, 530, 630)에서는 제2 매질이 해당 판의 양측과 직접 접촉하여, 이 구조들에 열에너지가 국부적으로 축적(accumulate) 또는 전파(disseminate)되고, 이러한 에너지는 같은 판의 다른 부분들로 유도되어 상기 열교환이 이뤄질 것이다.
바람직하기로 열교환기(100; 200, 300) 내의 각 흐름 동안 제1 및 제2 매질은 서로 직접 접촉하게 되지 않는다. 이에 따라, 열교환기(100; 200, 300)는 열교환기(100; 200, 300)를 통한 각 흐름 전체에서 제1 및 제2 매질이 분리를 유지하도록 제2 매질에 대한 각 주 유입구와 주 유출구를 더 구비한다.
본 발명의 제1 국면에 따르면, 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 해당 판 내에 각각, 해당 판의 금속 박판을 상기 판 높이 방향(H)로 국부적으로 돌출시켜 형성한 복수의 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340; 420, 430, 440; 520, 530, 540; 620, 630, 640)들을 구비한다. 높이 "방향"은 도면들에 도시된 높이 방향(H) 벡터를 따른 두 반대 방향들 중의 어느 것을 지칭함에 유의해야 한다. 다양한 방식의 이러한 인입부가 이하에 예시될 것이다. 이 명세서에 사용된 "인입부(indentation)"은 해당 판의 연장의 주 평면(P)로부터 높이 방향(H)로의 어떤 이탈(departure)을 의미함에 특히 유의해야 한다. 이에 따라 해당 판은 주 평면(P)으로부터 어느 높이 방향(H)으로건 돌출할 수 있다. 달리 기술되지 않는 한, 이러한 인입부는 금속 박판 재질을 통한 관통 구멍을 포함하거나 관통 구멍의 생성에 의해 형성되지 않는 것이 바람직하다. 그러나 후술할 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들은 이러한 관통 구멍을 구비한다.
또한 본 발명의 제1 국면에 따라, 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 각 주 평면(P)들이 대략 평행하게 배치되도록 서로 적층되어(on top of each other) 스택 내에 함께 체결, 바람직하기로 영구 체결, 더욱 바람직하기로 융접(braze)된다. 또한 두 다른 방식의 판들이 존재하는데, 스택은 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들과 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들을 구비하고, 이들은 상기 스택 내에 교번하여(alternatingly) 배치된다. 바람직하기로 상기 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들은 바람직하기로 서로 동일하고 상기 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들 역시 서로 동일하다. 또한, 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들은 바람직하기로 상기 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들의 해당 형태의 거울상(mirror image)인 형태를 가진다. 추가적으로 또는 대체적으로, 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들과 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들이 모두 동일한 형태를 가지지만, 스택 내에서 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들과 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들에 비교할 때 주 평면(P)에서 180ㅀ 회전으로 배치된다. 도면들에 도시된 예시적 판(110, 210, 310, 410, 510, 610)들은 실제 이렇게 동일하지만 회전된 판의 판 쌍들의 예들이다. 그러나 제1 및 제2 방식 판들은 동일하지 않을 수도 있다.
스택이 단지 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들과 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들만을 구비하더라도 가능하기로 어떤 시작 및 종료 판들은 별도로, 스택이 일부 실시예들에서 다른 판 방식들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 스택 내에 쌍으로(pairwise) 배치된 제3 및 제4 방식의 판들 역시 구비될 수 있다. 거의 평탄하지만 다공(perforated)인 판들이 제1 및 제2 방식 판들의 쌍들 간에 배치될 수도 있다. 어느 경우에건, 제2 매질은 이 명세서에 설명된 브리지형 인입부의 관통 구멍들을 통해 전체 열교환기에 걸쳐 자유로이 흐를 수 있는 것이 바람직하다.
판들이 각 주 평면들이 서로 "대략 평행(substantially in parallel)"하게 배치된다는 것은 판들이 한 무더기(pile)로 적층(one on top of the other)된다는 것을 의미하며, 이 무더기의 높이는 대략 해당 주 평면에 직교하지만 개별적인 판들은 예를 들어 판들에 걸쳐 변화되는 인입부 높이 등에 의해 서로에 대해 약간 기울 수도 있어서 서로에 대해 완전한 평행을 이루지 못할 수도 있음을 의미한다. 그러나 판들의 주 평면들은 완전히 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 상기 스택의 (구조적) 안정성을 향상시키기 위해 꺾인 모서리(bent edge)(도시 안 됨)를 가지도록 구성될 수 있다. 이 경우, 모든 판들은 해당 판의 방식에 무관하게 스택 내에서 동일한 높이 방향(H)으로 돌출하는 꺾인 모서리들을 가지고 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라 이러한 꺾인 모서리의 경우, 전술한 상기 거울상 및/또는 180ㅀ 회전은 어느 꺾인 모서리건 무관하게 유지된다.
스택은 적절한 시작 및 종료 판을 더 구비할 수 있다.
판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 바람직하기로, 판의 전체 주 평면(P)에 걸쳐, 특히 전체 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340; 420, 430, 440; 520, 530, 540; 620, 630, 640)들에 걸쳐 거의 동일한 재질 두께를 가지는 금속 박판(sheet metal)으로 제작된다. 바람직하기로 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)은 원하는 형태로 스탬핑 성형(stamped)된 한 장의 금속 박판으로 제작된다.
스택에서 중요한 것은, 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들이 서로에 대해, 스택 내의 인접 판들의 상기 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340; 420, 430, 440; 520, 530, 540; 620, 630, 640)들 중의 해당하는 것들이 서로 직접 접촉하도록 배치되어 인접 판들의 제1 면(114; 214; 314; 414; 514; 614)과 제2 면(116; 216; 316; 416; 516; 616)들 중의 적어도 하나가 상기 인입부들을 통해 서로 접촉(abut)되어 상기 제1 매질에 대한 적어도 하나의 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")과 상기 제2 매질에 대한 적어도 하나의 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)이 상기 면들 사이에 형성되도록 배치된다는 것이다. 상기 제2 매질에 대한 각 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)이 도면들에 도시된 본 발명의 예시적 실시예들의 도면들의 특정한 점들에 지시되어 있지만 제2 매질의 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)은 금속 박판 재질과 제1 매질의 폐쇄된 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들을 제외한 스택의 거의 전체를 점유한다는 점에 유의해야 한다. 이하를 참조하라.
이렇게 판들 간의 인입부 접촉(abuttal)을 가져 서로 체결된 구조, 바람직하기로 서로 융접된 구조 덕분에 스택은 바람직하기로 개별 판들 사이에 공간을 가지는 자립 구조(self-supporting structure)를 형성하여, 제1 매질과 제2 매질이 구조를 통해 흐를 수 있게 한다. 융접은 바람직하기로 융접 재질의 박판을 스택 내의 판 하나 걸러마다 위치시키고 결과적인 스택을 융접 재질이 용융되는 온도까지 가열하여 인접 판들 간에 접합을 제공함으로써 수행된다. 그러나 판(110, 210, 310, 410, 510, 610) 재질이 알루미늄인 바람직한 경우, 융접 전에 알루미늄 판 표면 상에 알루미늄 합금 피복(cladding)을 제공하는 것 등에 의해 융접이 판 알루미늄 자체로 이뤄질 수 있다.
도 4a-6d에 도시된 판(410; 510; 610)들은 도 1j-1k에 도시된 것에 해당하는 각 스택으로 조립될 수 있도록 구현된다.
또한 도면들에 도시된 모든 열교환기 및 스택들에서, 간략화를 위해 단지 네 판들만이 존재하는 것으로 구현되었다. 그러나 실제 응용에서는 적어도 20판, 즉 제1 방식의 각 판과 제2 방식의 각 판의 적어도 10쌍이 사용되는 것이 바람직하다. 또한 각 스택은 최대(at the most) 400판을 구비한다.
본 발명의 제1 국면에 따르면, 제1 방식의 각 판(type 104a; 204a; 304a)은 각 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)를 구비한다. 이 명세서에서, "리지형 인입부(ridge-shaped indentation)"라는 용어는 위에 정의된 바와 같이 각 주 평면(P)에서 연장되어 해당 판의 주 평면(P)을 따라 "리지(ridge; 이랑, 산마루)"를 형성하는 전체적 형태를 가지는 것을 의미한다. 본 발명의 제1 국면에 따르면, 상기 제1 방식의 각 판(type 104a; 204a; 304a)의 상기 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들은, 인접 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)의 대응 리지형 인입부들과 함께 해당 판의 제1 매질 판 유입구(111; 211; 311; 411; 511; 611)로부터 제1 매질 판 유출구(112; 212; 312; 412; 512; 612)까지의 제1 매질의 적어도 하나의 폐쇄된 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")을 형성하도록 배치된다. 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)가 해당 폐쇄된 흐름 채널을 "형성(form)"한다는 것은 흐름 채널을 규정하는 구조의 적어도 일부를 형성함을 의미하고자 의도한 것이다. 이에 따라 흐름 채널은 열교환기(100; 200; 300)의 다른 구조적 특징부들에 의해서도 규정될 수 있다. 중요한 것은 이러한 각 폐쇄된 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")이 상기 판 유입구(111; 211; 311; 411; 511; 611)로부터 상기 판 유출구(112; 212; 312; 412; 512; 612)로 제1 매체를 이송하도록 구성된다는 점에서 "폐쇄(closed)"된다는 것과, 이 이송이 어느 점에서도 이송되는 제1 매질이 제2 매질과 혼합되지 않는다는 점이다. 상기 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들은 상기 채널의 폐쇄된 형태를 제공하도록 특별히 구성되었다.
또한 본 발명의 제1 국면에 따르면, 제1 방식의 각 판(104a; 204a; 304a)은 해당 판의 금속 박판을 관통하는 적어도 하나의 각 관통 구멍(132a, 132b; 232a, 232b; 332a, 332b; 432a, 432b; 532a, 532b; 632a, 632b)을 포함하도록 구성된 각 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)를 구비한다.
이 명세서에서, "브리지형 인입부(bridge-shaped indentation)"는 위에 정의된 바와 같은 인입부지만, 브리지형 부분 또는 상세를 포함하므로 상기 금속 박판에 적어도 하나의 이러한 관통 구멍을 구비한다.
"리지형"과 "브리지형"인 것을 제외하고는 인입부(120, 130; 220, 230; 320, 330; 420, 430; 520, 530; 620, 630)들은 어떤 적절한 형상과 형태를 가질 수 있도록 구현된다. 예를 들어, 정사각형(quadratic), 반원, 또는 계단형(stepwise) 선형 단면 형태를 가질 수 있다. 이는 후술한 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)에도 적용된다.
또한 본 발명의 제1 국면에 따르면, 각 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)의 상기 브리지형 인입부는 인접 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)의 대응 브리지형 인입부와 함께 제2 매질의 개방된 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)을 형성하도록 배치된다. 상기 개방된 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)은 상기 스택 내의 다른 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)과 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)의 다른 쌍들 간의 대응 개방된 흐름 채널과 연통된다.
특히, 열교환판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 스택 내에 전술한 바와 같이 체결/융접되었을 때 이러한 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605"; 106; 206; 306; 406; 506; 606)들을 형성하도록 구성된다.
이러한 열교환기(100, 200; 300)는 전술한 목적을 달성함이 밝혀졌다. 특히, 이러한 열교환기는 매우 우수한 기계적 안정성을 제공하는 한편, 특히 제1 매질이 액체이고 제2 매질이 가스인 바람직한 경우에 매우 우수한 열교환 효율과 높은 처리량(throughput)을 제공한다.
판들이 전술한 바와 같이 함께 체결/융접되어 스택들을 형성하므로 해당 효과는 개별 열교환판(110; 210; 310; 410; 510; 610)에서도 발휘되어, 상기 목적을 달성하는 것으로 이해해야 할 것이다.
도면들에 도시된 바와 같이, 전술한 원리들은 여러 가지 다른 방식으로 구현될 수 있고, 그 중 도면들은 6개의 다른 방식을 도시하고 있는데 이하에 상세히 설명될 것이다. 특징부들의 많은 것이 몇 개의 예들에 공유되고 있고 도면들이 대응 또는 동일 부분에 마지막 두 자리가 동일한 참조번호를 공유하고 있으므로, 이 명세서에서 모든 도시된 예들의 모든 개별적 상세들은 배타적으로(explicitly) 기재되지 않았다. 이에 따라 한 열교환기 또는 한 판에 대해 설명한 것은 호환성이 없거나 달리 기술되지 않는 한, 일반적으로 다른 열교환기 또는 판들에도 일반적으로 적용될 수 있다.
바람직한 한 실시예에 따르면, 상기 높이 방향(H)으로 측정한 상기 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)의 최대 높이는 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)의 대응 최대 높이보다 더 낮다. 특히 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들의 대부분은 거의 동일한 높이이고, 복수의, 바람직하기로 대부분의 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들 역시 거의 동일한 높이인데, 이는 복수의 리지형 인입부들의 상기 높이보다 더 높다. 그러면 각 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)은 브리지형 인입부들의 각 정점(crest point)들 사이의 적어도 복수의 접촉점들을 통해 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들에 체결/융접된다. 이 정점들은 이 명세서에 기재된 방식들 중의 하나 등의 보강 리지(reinforcement ridge)의 정점일 될 수 있다. 제1 매질 유입구(111, 211, 311, 411, 511, 611) 및 유출구(112, 212, 312, 412, 512, 612)와 함께 추가적 오목부(dimple)(140, 240, 340, 440, 540, 640) 등의 추가적으로 함께 체결/융접되는 접촉점들도 존재할 수 있음에 유의해야 한다.
달리 말해, 이러한 구조에서는 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)가 동일한 이런 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505" ; 605'-605")을 공유하지 않는 인접 판들 간에서 서로 이격된 제1 매질의 폐쇄된 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505" ; 605'-605")을 형성할 것이다. 그러면 제1 매질의 상기 흐름 채널들 간의 상기 공간이 상기 제1 매질의 흐름 공간(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505" ; 605'-605")들 사이를 흐르는 제2 매질의 상기 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)의 일부를 구성하게 된다.
특히 바람직한 실시예에서는, 복수, 바람직하기로 대부분, 더욱 바람직하기로 모든 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들이 주 평면(P)의 동일 측으로 복수의 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)로서 돌출한다(bulge out). 이 경우, 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들의 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)의 각 정점(121; 221; 321; 421; 521; 621), 바람직하기로 모든 이러한 정점들에서, 해당 정점이 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들의 대응 리지형 인입부들의 정점과 직접 접촉하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
모든 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들이 동일한 방향으로 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들로 돌출할 수 없는 한 중요한 경우는 폐쇄된 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들이 열교환기(100, 200, 300)에 관련된 도면들에 도시되어 후술할 계단(step)(105c; 205c; 305c)을 구비하는 경우이다. 이 경우 및 다른 경우들에서는, 제1 리지형 인입부들이, 제1 리지형 인입부들과 동일한 방향으로 돌출하는 상기 제1 리지형 인입부에 대응하는 인접 판의 제2 리지형 인입부의 위치들에서 해당 판의 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)의 주 평면(P)로부터의 돌출 방향과 반대인 높이 방향(H)으로 국부적으로 돌출할 수 있다. 이에 따라 이 경우들에서는, 제1 및 제2 리지형 인입부들이 함께 인접 판들 사이에 배치된 폐쇄된 제1 매체 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305")을 형성한다.
더 구체적으로, 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)이 상기 스택 내의 인접 판의 인입부 비형성부(non-indented part)에 접촉(abut)하도록 배치된 인입부 비형성부를 구비한다. 이는 예를 들어 모든 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340; 420, 430, 440; 520, 530, 540; 620, 630, 640)들이 다른 방향(way)에 대향하는 측부에는 상기 주 평면(P)으로부터의 어떤 돌출부도 없거나 거의 없도록 남기고 해당 전체 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)에 걸쳐 동일한(one and the same) 방향으로만 돌출하여, 인접 판과 주 평면 대 주 평면으로 직접 접촉하기에 적합하다. 전술한 바와 같이, 이러한 측부에는 스택 내의 인접 판의 리지형 인입부들이 동일 방향으로 국부적 돌출하는 경우 국부적으로 돌출하는 인입부를 구비한다. 측부에 인입부가 "거의 없는(substantially without)"이라는 표현은 이 상황을 포괄하고자 한 것이다.
그러면 각 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)은 바람직하기로, 제1 판의 제1 전열면(114, 214, 314)의 이러한 인입부 비형성부 또는 거의 인입부 비형성부를 제2 판의 제1 전열면(114, 214, 314)의 대응 인입부 비형성부 또는 대략 인입부 비형성부와 접촉시킴으로써 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)과 함께 체결/융접될 수 있다. 이러한 방법으로 매우 견고한 구조가 달성되는데, 이는 또한 제1 및 제2 매질 간에 매우 우수한 열전달을 제공한다.
도 la, lk, 2a, 3a, 4a, 4d, 4e, 5a, 5d, 6a 및 6d에 가장 잘 도시된 바람직한 실시예에서, 상기 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)의 적어도 하나, 바람직하기로는 복수의, 더욱 바람직하기로는 모든 브리지형 인입부가 해당 금속 박판에 두 관통 구멍(132a, 132b; 232a, 232b; 332a, 332b; 432a, 432b; 532a, 532b; 632a, 632b)들을 구비하는 한편, 브리지 부(bridge part; 134; 234; 334; 434; 534; 634)가 상기 관통 구멍들 사이에 통로(passage)를 형성한다. 더 바람직하기로, 이렇게 형성된 통로는 해당 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)를 통과하는 제2 매질의 일반적인 흐름 방향(D)과 거의 평행한 일반적 방향을 가진다. 달리 말해, 제2 매질은 바람직하기로, 제2 매질이 결과적으로 그 일반적 흐름 방향을 근본적으로 변경하지 않고 상기 통로를 통과할 수 있도록 국부적으로 일반적 방향(D)으로 흐른다. 이는 도면들에 도시되어 있다. "일반적 흐름 방향(general flow direction)"은 바람직하기로 해당 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)의 바로 근방에서의 국부적인 일반적 흐름 방향이므로, 주 평면(P)에서 볼 때 제2 매질의 흐름 방향은 특히 브리지형 인입부 및 통로에 거의 영향 받지 않는다. 그러나 복수의, 바람직하기로는 모든 브리지형 인입부(bridge-shaped indentations 130; 230; 330; 430; 530; 630)들이 관통 흐름(flow-through) 방향에 거의 평행하게 서로에 대해 회전 정렬(rotationally align)되어 배치된 각각의 통로들을 구비하여 주 평면(P)에서 본 제2 매질의 국부적인 일반적 흐름 방향이 해당 제2 전열면(116; 216; 316; 416; 516; 616)의 더 큰 연결된 부분들에 걸쳐 동일한 것이 바람직하다. 이러한 구성은 낮은 제2 매질 압력 강하로 귀결된다. 어쨌든(at any rate) 제2 매질은 열교환기(100, 200, 300)에 걸친 높이 방향(H)으로 이동할 수 있다.
또한 복수의, 바람직하기로 거의 모든 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)와 인접 판의 대응 브리지형 인입부의 상기 두 판의 두 브리지형 인입부들이, 제2 매질이 상기 두 판들 중의 하나의 제1 관통 구멍(132a; 232a; 332a; 432a; 532a; 632a)으로 자유로이 흘러들어가 두 판들 중의 다른 하나의 제2 관통 구멍(132b; 232b; 332b; 432b; 532b; 632b)으로 흘러나옴으로써 판들의 제1 쌍 사이의 한 제2 매질 흐름 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)로부터 판들의 제2 쌍 사이의 다른 제2 매질 흐름 채널로 통과하도록 구성되는 것이 바람직하다. 바람직하기로, 제2 매질 흐름 채널들 간의 이러한 통과는 상기 높이 방향(H)으로 제1 매질 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")의 통과를 포함한다. 바람직하기로, 제2 매질은 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들의 해당 통로들을 통해 적어도 셋, 바람직하기로는 모든 제2 매질 채널(106; 206; 306; 406; 506; 606)들 간을 자유로이 통과할 수 있다. 이는 제2 매질이 제1 매질과 효율적인 방식으로 열교환할 수 있는, 개방되었지만 견고한 구조를 제공하는데, 예를 들어 도 1h를 참고하라.
상기 일반적 흐름 방향(D)에 차례로(after one another) 배치된 각 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들에 의해 형성되는 상기 방식의 각 통로들은 상기 일반적 흐름 방향에 직교하는 상기 주 평면(P)에서의 방향이 편심(offset)되어 상기 일반적 흐름 방향에 인접하여 배치된 통로들은 상기 직교 방향에서 상기 흐름 방향(D)을 따라 선형으로(linearly) 정렬되지 않는다. 달리 말해, 브리지형 인입부(130, 230, 330, 430, 530, 630)들은 일반적 흐름 방향(D)을 따라 엇갈린다(staggered). 이는 특히(inter alia) 도 1i에 도시되어 있다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 상기 국부적인 일반적 흐름 방향(D)은 상기 해당 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)에 인접하여 배치된 인접 제1 매질의 폐쇄된 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")의 국부적인 일반적 방향에 대략 직교한다. 도 lc, 2c, 3c, 4c, 5c 및 6c 참조. 이는 특히 제2 매질이 열교환기를 통한 경로에서 몇 개의 제1 매질 폐쇄된 흐름 채널들을 통과하는 경우, 높은 열교환 효율로 결과된다. 이는 예를 들어 제2 매질의 일반적 흐름 방향(D)이 해당 판(210, 310)의 전체에 걸쳐 거의 동일한 도 2c 및 3c에 도시되어 있다. 도면들에 도시된 바와 같이, 바람직하기로 몇 개의 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들은 하나 및 동일한 제1 매질 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들에 선형으로 정렬되고, 각 국부적 흐름 방향(D)(바람직하기로 거의 동일한 흐름 방향(D))은 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들을 통해 제1 매질 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")을 통과한 제2 매질 흐름이 해당 제1 매질 흐름 채널에 대해 바람직하기로 거의 직교하도록 배치된다.
도 lk, 2a, 3a, 4d 및 5d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 브리지형 인입부의 정점(131; 231; 331; 431; 531; 631)들은 스택 내의 인접하여 배치된 판 쌍(104a, 104b; 204a, 204b; 304a, 304b )들의 이러한 각 정점들의 두 접촉 간의 부착점(attachment point)을 형성하는 국부적 평탄면(131a; 231a; 331a; 431a; 531a)의 형태이다. 이는 열적 성능을 저하시키지 않고 견고한 구조를 제공한다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 브리지형 인입부(630)는 부드럽게 굴곡된 볼록 형태, 바람직하기로 거의 포물선 또는 반원 형태를 가진다. 국부적으로 평탄한 정점 면을 굴곡된 볼록형 인입부에 배치함으로써 두 다른 형태들이 조합될 수 있다.
일반적으로, 개별 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)에 대해 이 명세서에 설명된 모든 것은 복수의, 바람직하기로 해당 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 거의 모든 브리지형 인입부들에 적용될 수 있다. 개별적인 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)에 대해 설명된 모든 것은 해당 판의 모든 리지형 인입부들에 적용될 수 있다. 개별적인 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들에 대해 설명된 모든 것은 열교환기(100; 200; 300) 내의 모든 또는 거의 모든 판들에 적용될 수 있다.
도 3a, 4e, 5d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 판(310; 410; 510)들은 바람직하기로, 인접 브리지형 인입부(330; 430; 530)들 간에 연장되어 상기 브리지형 인입부(330; 430; 530)들의 인접하여 배치된 다른 것들을 연결하는 리지형 제1 보강 인입부(reinforcement indentation)(336; 436; 536)들을 구비한다.
마찬가지로 도 4d 및 4e에 도시된 바와 같이, 브리지형 인입부 자체는 브리지형 인입부(330; 430; 530)의 제1 측으로부터 해당 브리지형 인입부의 반대측인 제2측으로, 해당 브리지형 인입부들을 가로질러 연장되는 리지형 제2 보강 인입부(435)를 구비한다. 바람직하기로, 상기 각 제1 및 제2 보강 인입부(435, 436; 536)는 해당 주 평면(P)에서 상기 일반적 흐름 방향(D)에 거의 직교하는 각 주 리지 종방향(main longitudinal ridge direction)을 가진다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 각 브리지형 인입부(430)를 가로질러 연장되는 적어도 하나의, 바람직하기로 대부분의, 더욱 바람직하기로 모든 상기 보강 인입부(435)는 해당 브리지형 인입부(430)와 비교할 때 동일한 방향의 높이 방향(H)로 돌출한다. 여기서 "동일한 높이 방향(H)으로(in the same height direction H)"는 높이 방향에 평행하고 주 평면(P)에 대해 동일한 절대(absolute) 방향임을 의미한다. 이에 따라 보강 인입부들은 브리지형 인입부(430)의 정부(top) 상에 이것이 안착(sit)되는 추가적인 돌출부(bump)를 형성한다. 이는 도면들에 도시되어 있는데, 이는 우수한 안정성을 제공하며 특히 보강 리지형 인입부(435)들이 인접하여 배치된 판들의 체결점(fastening point)으로 사용되는 경우 그러하다.
그러나 이와는 달리, 적어도 하나의, 바람직하기로는 복수의, 더욱 바람직하기로는 모든, 각 브리지형 인입부(430)를 가로질러 연장되는 상기 보강 리지형 인입부(435)들이 해당 브리지형 인입부(430)에 비교할 때 반대 방향의 높이 방향(H)으로 돌출, 달리 말해 높이 방향(H)과 평행하지만 주 평면(P)에 대해 반대의 절대 방향으로 돌출한다. 이에 따라, 이 경우의 보강 인입부(435)는 인입부를 이를 가로질러 안착되는 브리지형 인입부(430)로 형성한다. 이는 제2 매질에 대한 압력 강하를 저감시킨다.
이 두 대체적인 실시예들은 적절하게(as is suitable) 조합될 수도 있는데, 즉 동일한(one and the same) 판(410)의 적어도 일부 보강 리지형 인입부(435)들이 제1 높이 방향(H)로 돌출하는 반면, 다른 것들은 반대측 높이 방향(H)으로 돌출한다.
바람직하기로, 보강 리지(336; 435, 436; 536)들은 주 평면(P)을 따라 0.5 mm 내지 10 mm 폭, 높이 방향(H)으로 0.1 mm 내지 2 mm 높이이다. 이들은 바람직하기로 각 길이를 따라 거의 동일한 높이이다.
바람직한 한 실시예에 따르면, 각 브리지형 인입부(330; 430; 530)에 대한(일부로서 구비된) 제1(336; 436; 536) 및 제2(435) 리지형 보강 인입부들은 연결되어, 몇 개의 인접하여 배치된 브리지형 인입부들에 대해 그 사이와 이를 가로질러 연장되는 연결된 리지형 보강 인입부를 형성한다. 이 본 발명의 제3 국면은 도 4e에 가장 잘 도시되어 있는데, 매우 견고하지만 간단하고 효율적인 구성을 제공한다.
구체적으로 한 바람직한 실시예에 따르면, 브리지형 인입부(430)들은 적어도 두 브리지형 인입부(43)들의 사이에 이를 가로질러 연장되어 상기 적어도 두 브리지형 인입부(430)들을 서로 연결하는 리지형 보강 인입부(436)를 구비한다. 더 바람직하기로, 브리지형 인입부(430)들은 또한 적어도 하나, 바람직하기로는 몇 개의, 브리지형 인입부(430)들을 가로지르는 리지형 보강 인입부(436)를 구비한다. 바람직하기로, 적어도 대부분의 브리지형 인입부(430)들이 이들을 가로지르는 이러한 보강 인입부(436)를 가진다. 더욱 바람직하기로, 상기 리지형 보강 인입부(435, 436)들은 함께 판(410)을 가로지르는 연결된 보강 인입부를 형성하도록 구성된다.
도 4e에 더 도시된 바람직한 한 실시예에서, 제2 리지형 보강 인입부(435)들은 판 상의 모든 인입부들의 주 평면(P)으로부터 높이 방향(H)으로 가장 멀리 위치한 점인 각 정점(crest point)을 가진다. 달리 말해, 제2 리지형 보간 인입부(435)는 해당 판(310; 410; 510)을 인접 판에 이 명세서에 기재된 대로 판 접촉 및 융접으로 체결하는 데 사용된다.
이들 연결된 리지형 인입부들은 주 평면(P)에 평행하게 일반적 흐름 방향(D)에서 브리지형 인입부의 주 평면(P) 중심점에 중심을 두거나, 또는 일반적 흐름 방향(D)에서 이로부터 편심(offset)될 수 있다.
판과 스택 구조의 일반적인 보강과 별도로, 보강 인입부의 정점이 인접 판에 대한 융접 점인 바람직한 경우와, 특히 보강 리지들과 상기 융접 점들이 몇 개 또는 모든 판들에 걸쳐 높이 방향으로 정렬된 경우, 이러한 보강 인입부들은 개별 판들이 더 많은 중량을 지탱(carry)할 수 있게 해준다. 이러한 방법으로 더 많은 판들이 동일한 스택 내에 배치될 수 있어 더 큰 열교환기가 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들은 제1 매체의 폐쇄된 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들을 형성한다. 구체적으로, 판(110, 310, 410, 510 및 610)들이 도면들에 도시된 바와 같이, 리지형 인입부들은 바람직하기로 적어도 두, 더욱 바람직하기로 적어도 세, 각각 제1 매질 판 유입구(111; 311; 411; 511; 611)로부터 제1 매질 판 유출구(112; 312; 412; 512; 612)까지 연장되는 평행한 제1 매질의 폐쇄된 채널(105'-105"; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들을 형성하도록 구성된다. 제1 매질 판 유입구가 제1 매질 주 유입구(101; 301)에 연결되고 제1 매질 판 유출구가 제1 매질 주 유출구(102; 302)에 연결되므로, 평행한 폐쇄 채널(105'-105"; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들은 함께 제1 매질 주 유입구(101; 301)와 제1 매질 주 유출구(102; 302) 사이에 하나의 단일한, 연결 및 폐쇄된 흐름 채널 시스템을 형성한다. 제1 매질 판 유입구(111; 311; 411; 511; 611)로부터 제1 매질 판 유출구(112; 312; 412; 512; 612)까지의 전체 제1 매질 흐름 길이의 바람직하기로 적어도 50%, 더 바람직하기로 적어도 80%만큼 평행 흐름(parallel flow)으로 분포되면, 제1 매질의 더 낮은 압력 강하와 매우 견고한 구조에서 더 높은 열효율을 제공하며, 또한 전부가 아닌 일부 채널들이 막히더라도 더 우수한 작동 안정성을 제공하여 유용하다.
도 lc, 2c, 3c, 4c, 5c 및 6c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1 매질의 폐쇄된 채널 또는 채널들(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")은 해당 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)에 걸친 곡류(meandering flow) 흐름 패턴을 가지는데, 이 곡류 흐름 패턴은 해당 주 평면(P) 내에서 방향을 가진다. 바람직하기로 이 흐름 패턴은 거의 전체 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 주 평면(P) 표면을 차지한다.
달리 말해, 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들이 바람직하기로 거의 전체 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 주 평면(P) 표면에 걸쳐 분포된다. 바람직하기로 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들에 대해서도 마찬가지다. 이러한 방법으로 전체 판에 걸쳐 효율적인 열교환이 이뤄진다.
본 발명의 제2 국면(aspect)에 따르면, 상기 제1 매체의 폐쇄된 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505'; 605'-605")들은 높이 방향(H)으로 보아 바닥(floor; 105a; 205a; 305a; 405a; 505a; 605a)과 천장(ceiling; 105b; 205b; 305b; 405b; 505b; 605b)을 구비한다. 도 la, lg-lk, 2a, 2e 및 3a에 도시된 바와 같이, 제1 매질의 폐쇄된 채널(105'-105"; 205'; 305'-305")들은 상기 바닥(105a; 205a; 305a)과 천장(105b; 205b; 305b)을 높이 방향(H)으로 동일하게 편심시킴으로써 해당 주 평면(P)으로부터 해당 채널(105'-105"; 205'; 305'-305")의 국부적인 일반적 흐름 방향을 따라 높이 방향(H)으로 편심된다. 달리 말해, 채널(105'-105"; 205'; 305'-305")들은 그 흐름 경로를 따라 높이 방향(H)으로 계단(step; 105c; 205c; 305c)을 구비한다. 이에 따라 해당 제1 매질 채널은 상기 편심 거리에 높이 방향(H) 계단을 구비한다. 바람직하기로 제1 매질 채널(105'-105"; 205'; 305'-305")들은 몇 개의 이러한 계단을 구비하여, 오르내리는(up-and down) 곡류 흐름 경로를 형성한다. 이러한 방법으로 곡류 흐름 경로가 이뤄지는데, 이는 전체 판의 면에 걸쳐 앞뒤로(back and forth) 곡류하는 전술한 곡류에 비교하여 높이 방향(H)으로 곡류한다.
이러한 계단은 바람직하기로. 상기 바닥(105a; 205a; 305a)과 상기 천장(105b; 205b; 305b)을 동일한 높이 방향(H)으로 해당 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 605'-605")을 따른 동일 또는 거의 동일한 위치에서 편심시킴으로써 형성될 수 있다. 그러나 이러한 편심은 채널의 종방향에서 서로에 대해 이뤄질 수도 있다.
도 5c 및 6c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 매질의 폐쇄된 채널(505'-505'; 605'-605")은 바람직하기로 주 평면(P)에 앞뒤(back-and-forth)로의 계단 또는 편심(505d; 605d)을 포함할 수 있는데, 이 계단(505d; 605d)은 바람직하기로 상기 국부적 제2 매질 흐름 방향(D)으로 배치된다.
이와 같이, 제1 매질의 폐쇄된 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505'; 605'-605")에 대한 세 다른 방식의 곡류 흐름 패턴들이 설명되었다. 하나는 해당 전체 판에 걸친 전체적(global) 곡류이고; 또 하나(105c, 205c, 305c)는 국부적으로 배치되어 높이 방향(H)으로 곡류하며; 다른 하나(505d; 605d)는 국부적으로 배치되어 주 평면(P) 내에서 곡류한다. 이 곡류 흐름 패턴의 방식들이 어떤 조합으로건 자유로이 조합될 수 있으며, 이 명세서에 기재된 하나 이상의 곡류 패턴에 더하여 다른 추가적인 곡류 패턴들 역시 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
한 특히 바람직한 실시예에서, 제1 매질의 폐쇄된 채널(105'-105"; 205'; 305'-305")의 상기 높이 방향(H) 계단(105c; 205c; 305c)들은 주 평면(P)에 대해(주 평면(P)에 직교하게) 앞뒤의 흐름 채널 형태를 형성하고, 주 평면(P)에 직교하는 반대측 높이 방향(H)의 적어도 5개의 계단 또는 편심(105c; 205c; 305c)을 구비하여 제1 매질 판 유입구(111; 211; 311)로부터 제1 매질 판 유출구(111; 212; 312)까지의 전체 흐름 경로 또는 각 제1 매질 흐름 채널을 거의 덮는다. 이에 따라, 주 평면(P) 계단 또는 편심(505d; 605d)이 존재하는 경우, 바람직하기로 반대측 주 평면(P) 방향으로 적어도 5개의 이러한 계단 또는 편심이 존재하여, 제1 매질 판 유입구와 제1 매질 판 유출구 사이의 각 제1 매질 채널의 전체 흐름 경로를 거의 덮는다.
매우 바람직한 한 실시예에 따르면, 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들과 브리지형 인입부(130; 230; 430; 530; 630)들은 바람직하기로 전체 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들의 표면을 거의 덮는 인입부들의 패턴을 형성한다. 그러나 상기 패턴의 상세 설계에 따라 판 표면의 어떤 영역들은 상기 인입부 패턴들이 형성되지 않을 수 있다. 그러면 이 형성되지 않은 영역들은, 바람직하기로 상기 스택에서 직접 접촉하는 판 쌍들의 인접하게 배치된 판(104a, 104b; 204a, 204b; 304a, 304b)들의 대응 오목부(dimple)들이 상기 열교환기(100; 200; 300) 내에서 서로 체결/융접되도록 하는 오목부 형태의 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들로 거의 덮일 수 있다. 도면들은 이러한 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들의 여러 가지 예들을 제공하는데, 이들은 이에 따라 전술한 리지 방식도 브리지 방식도 아닌 인입부들이다.
이러한 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들은 스택에 향상된 기계적 안정성을 제공한다. 그러나 바람직한 한 실시예에 따르면, 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 상기 방식의 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)를 브리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620) 또는 리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들이 덮이지 않은 위치에, 상기 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)의 관통 구멍(132a, 132b; 232a, 232b; 332a, 332b; 432a, 432b; 532a, 532b; 632a, 632b)들을 통한 제2 매질의 통과량(flow-through)을 증가시키기 위해 추가적으로 구비한다. 이 통과량 증가는 다른 인입부(120, 130; 220, 230; 320, 330; 420, 430; 520, 530; 620, 630)들에 대해 상기 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들을 위치시켜 상기 형성되지 않은 위치에 걸친 제2 매질의 흐름 저항을 증가, 구체적으로는 그 존재의 결과 제2 매질이 상기 관통 구멍들로 강제됨으로써 이뤄진다. 예를 들어, 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들은 상기 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640) 대신 브리지형 인입부가 배치되었더라면 비교적 큰 양의 제2 매질이 흘렀을 위치에 배치됨으로써 해당 판에 걸친 제2 매질의 균일한 흐름을 강제한다. 구체적으로, 이러한 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들은 바람직하기로 주 평면(P)에서 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)의 주변부(peripheral side)를 따라 배치된다.
추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540, 640)들은 또한 이들이 판 쌍(104a, 104b; 204a, 204b; 304a, 304b)을 서로에 대해 정렬시키므로 정렬 목적으로 사용될 수도 있다. 이는 예를 들어 판(100)의 네 모퉁이 인입부로 도시되어 있다.
각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)에는 추가적 인입부(140; 140; 340; 440; 540; 640)들보다 많은 리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들이 존재하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 매질은 각각 서로에 대해 독립적으로 액체 또는 기체이거나, 및/또는 본 발명에 따른 열교환기를 사용하여 상기 매질들 간에 이뤄지는 열교환의 결과 한 상에서 다른 상으로 천이(transition)할 수 있다.
그러나 바람직한 실시예에 따르면, 제1 매질은 액체 또는 기체, 바람직하기로 액체이고, 제2 매질은 기체이다. 특히 제1 매질은 물 또는 염수(brine)이고 제2 매질은 증기 또는 공기가 될 수 있다.
바람직하기로, 제1 매질 유입구(111; 211; 311; 411; 511; 611)와 제1 매질 유출구(112; 212; 312; 412; 512; 612)들은 대략 동일한 크기이고, 바람직하기로 원형 또는 사각형일 수 있다.
바람직한 실시예에서 개별 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들의 각 제1 매질 유입구(111; 211; 311; 411; 511; 611)에 관해서는, 각 유입구 구멍이 다양한 단면 크기를 가진다. 특히, 제1 매질 유입구(101; 201; 301)에 가깝게 배치된 판들은 제1 매질 유입구(101; 201; 301)에서 더 먼 판들보다 더 작은 제1 매질 유입구(111; 211; 311; 411; 511; 611)들을 가지는 것이 바람직하다. 그러면 열교환기(100; 200; 300) 내의 제1 매질 분포가 개선된다.
전술한 바와 같이 제1 매질(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")과 제2 매질(106; 206; 306; 406; 506; 606)에 대해 분리된 흐름 채널들이 존재한다. 바람직하기로 제2 매질 흐름 채널들은 높이 방향(H)의 내부 흐름 높이(interior flow height)는 제1 매질 흐름 높이의 높이 방향(H)의 내부 흐름 높이와 적어도 같거나, 바람직하기로 더 크고, 더 바람직하기로 적어도 2배, 더욱 바람직하기로 적어도 3배이다.
모든 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들은 바람직하기로, 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)에 걸쳐 높이 방향(H)으로 동일 또는 거의 동일한 높이이다. 그러나 계단(105c, 205c, 305c)들이 이 높이들을 국부적으로 이동(displace)시킬 수 있음에 유의해야 한다.
흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들은 가장 넓은 점에서 주 평면(P)에서 볼 때 바람직하기로 3 내지 15 mm, 더 바람직하기로 4 내지 8 mm 폭이다.
특히 바람직한 한 실시예에서, 제1 매질 흐름 채널(105'-105"; 205'; 305'-305"; 405'-405"; 505'-505"; 605'-605")들의 상기 제1 매질 흐름 높이는 3mm 이하(at the most), 바람직하기로 2.0 mm 이하, 더 바람직하기로 1.5 mm 이하지만 바람직하기로 적어도 0.8 mm이다.
모든 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들은 바람직하기로 각 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)에 걸쳐 높이 방향(H)으로 동일한 높이이다. 이 높이는 주 평면(P)로부터 높이 방향(H)으로 바람직하기로 적어도 0.75 mm, 더 바람직하기로 적어도 1.5 mm, 더욱 바람직하기로 적어도 2 mm이고; 바람직하기로 4.5 mm 이하, 더 바람직하기로 4 mm 이하이다. 바람직하기로 적어도 대부분, 더 바람직하기로 거의 모든, 더욱 바람직하기로 모든 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)들 역시, 적어도 대부분, 더 바람직하기로 거의 모든, 더욱 바람직하기로 모든 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620)들보다 높이 방향(H)의 반대쪽으로 더 높거나 바람직하기로 동일하다. 하나 또는 바람직하기로 각 브리지형 인입부(130; 230; 330; 430; 530; 630)와 상기 해당 브리지형 인입부에 인접 또는 부근에 배치된 각 리지형 인입부(120; 220; 320; 420; 520; 620) 간의 높이 차이는 바람직하기로 적어도 0.5 mm, 더 바람직하기로 적어도 1.0 mm이다.
이것은 추가적 인입부(140; 240; 340; 440; 540; 640)들에도 적용된다.
금속 박판(metal sheet) 재질은 바람직하기로 0.15 mm 내지 0.5 mm 두께이다.
바람직하기로 리지형 인입부(120, 220, 320, 420, 520, 620)들은 높이 방향(H)으로 적어도 0.2 mm, 바람직하기로 0.4 mm, 더욱 바람직하기로 0.8 mm이고; 2.5 mm 이하, 더 바람직하기로 2 mm 이하이다.
전술한 바와 같이 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 해당 스택 구조 내에서 함께 체결/융접됨으로써 열교환기의 스택을 형성하여, 인접 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들의 상기 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340; 420, 430, 440; 520, 530, 540; 620, 630, 640)들 중 해당하는 것들이 함께 체결/융접된다. 이는 상기 인입부들 사이에 형성되는 복잡한 채널들의 완전성(integrity)을 저해하지 않으면서 매우 견고한 구조를 형성한다. 특히 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 스테인리스강으로 제조되어 구리 또는 니켈을 사용하여 함께 체결/융접될 수 있다. 그러나 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 바람직하기로 알루미늄으로 제조되어 알루미늄을 사용하여 함께 체결/융접된다. 실제 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 포일(foil) 재질이 사용되는 경우 융접 포일 재질을 사이에 끼운 채 상기 스택 구조 내에 배치된다. 이어서 전체 스택이 로(furnace) 내의 열에 노출되어, 융접 재질을 용융시킴으로써 전술한 인입부들을 통해 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들을 영구 결합하게 된다. 모든 인입부들이 동일한 높이 방향(H)으로 돌출하는 바람직한 경우에는 융접은 주 평면(P) 대 주 평면(P)으로 직접 배치된 일부 판들 사이에 수행된다.
특히, 본 발명에 따른 열교환기(100; 200; 300)는 바람직하기로 역류(counter flow) 또는 병류(parallel flow) 열교환기가 될 수 있다. 바람직하기로 이는 최장 크기가 최대 1 m이다.
이상에서 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 기본적 개념을 벗어나지 않고도 개시된 실시예들에 여러 가지 변형들을 구성할 수 있을 것이 명확하다.
이상에서 설명되고 도면들에 도시된 6개의 상세한 실시예들은 본 발명의 여러 국면(aspect)들을 보이기 위해 선택되었다. 이러한 개별적 예들에 포함된 여러 가지 설계 국면들은 적용 가능하다면 자유로이 조합될 수 있고, 본 발명에 따른 판들 역시 이상에 설명된 것들에 더하여 추가적인 설계 상세들을 포함할 수 있는 것으로 이해해야 할 것이다.
도면들에 도시된 판(110; 210; 310; 410; 510; 610)들은 제2 매질에 대한 어떤 유입구 또는 유출구를 배타적으로(explicitly) 규정(feature)하지 않았다. 오히려, 제2 매질은 개방된 모서리(open edge; 103; 203; 303)들을 통해 스택에 들고나도록 흐를 수 있다. 그러나 제2 매질의 유입 및 유출 구멍들 역시 판들에 존재하도록 구현될 수도 있다.
또한 이상에서 본 발명의 세 다른 국면들이 설명되었다. 이들은 달리 표현되었지만 본 발명의 상호 호환적인 관점들을 나타내며, 이들이 자유로이 다른 것과 조합될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
이에 따라 본 발명은 이상에 설명된 실시예들로 한정되지 않고 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변화될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제1 매질과 제2 매질 간의 열교환기(100; 200; 300)의 판(110; 210; 310)으로, 상기 판(110; 210; 310)이 연장의 주 평면(P)과 상기 주 평면(P)에 직교하는 높이 방향(H)에 연계되고,
    상기 판(110; 210; 310)의 제1 측(113; 213; 313) 상에 상기 제1 측(113; 213; 313)을 따라 흐르는 상기 제1 매질과 접촉하도록 배치된 제1 전열면(114; 214; 314)과;
    상기 판(110; 210; 310)의 제2 측(115; 215; 315)) 상에 상기 제2 측(115; 215; 315)을 따라 흐르는 상기 제2 매질과 접촉하도록 배치된 제2 전열면(116; 216; 316)과;
    상기 판(110; 210; 310)의 재질을 상기 판의 높이 방향(H)으로 국부적으로 돌출시켜 형성된 상기 판(110; 210; 310)의 복수의 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340)들을 구비하고.
    상기 판(110; 210; 310)이 유사한 판들과 함께 적층되어 열교환기의 열교환판 스택을 형성하도록 구성되는 열교환판(110; 210; 310)에서,
    상기 판(110; 210; 310)이 상기 스택의 인접 판의 대응 리지형 인입부와 함께 일반적 흐름 방향을 가지는 상기 제1 매질의 적어도 하나의 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")을 형성하는 리지형 인입부(120; 220; 320)를 구비하고, 상기 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")이 상기 높이 방향(H)에서 보아 바닥(105a; 205a; 305a)과 천정(105b; 205b; 305c)을 구비하며, 상기 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")이 모두 동일한 상기 높이 방향(H)으로 편심되는 상기 바닥(105a; 205a; 305a)과 상기 천정(105b; 205b; 305c)에 의해 상기 일반적 흐름 방향을 따라 상기 높이 방향(H)의 계단(105c; 205c; 305c)을 구비하는 것을
    특징으로 하는 열교환판(110; 210; 310).
  2. 청구항 1에서,
    상기 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")이 상기 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")의 이송된 상기 제1 매질의 어느 부분도 상기 제2 매질과 혼합되지 않도록 제1 매질 판 유입구(111; 211; 311)로부터 제1 매질 판 유출구(112; 212; 312)로 상기 제1 매질을 이송하는 열교환판(110; 210; 310).
  3. 청구항 2에서,
    상기 판(110; 210; 310)이, 각각 상기 제1 매질 판 유입구(111; 211; 311)로부터 상기 제1 매질 판 유출구(112; 212; 312)로 제1 매질을 이송하도록 구성된 적어도 두 평행한 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 305', 305")을 구비하는 열교환판(110; 210; 310).
  4. 청구항 2 또는 3에서,
    상기 제1 매질의 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")의 상기 높이 방향(H)의 계단(105c; 205c; 305c)들이 상기 주 평면(P)에 대해 앞뒤의 흐름 채널 형태를 형성하고, 상기 주 평면(P)에 직교하는 반대 방향이며 상기 제1 매질 판 유입구(111; 211; 311)와 상기 제1 매질 판 유출구(112; 212; 312) 간의 전체 흐름 경로를 거의 덮는 적어도 5개의 계단(105c; 205c; 305c)들을 구비하는 열교환판(110; 210; 310).
  5. 선행하는 청구항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 판이 해당 판을 관통하는 각 관통 구멍(132a, 132b; 232a, 232b; 332a, 332b)을 포함하도록 형성되고 상기 스택의 인접 판의 대응 브리지형 인입부(130; 230; 330)와 함께 상기 제2 매질의 개방된 흐름 채널(106; 206; 306)을 형성하도록 구성된 복수의 브리지형 인입부(130; 230; 330)들을 더 구비하는 열교환판(110; 210; 310).
  6. 청구항 5에서,
    상기 각 브리지형 인입부(130; 230; 330)에 대해, 상기 개방된 흐름 채널(106; 206; 306)이 상기 스택 내의 판들의 다른 쌍들 간의 개방된 흐름 채널들과 연통되도록 구성되는 열교환판(110; 210; 310).
  7. 청구항 5 또는 6에서,
    상기 브리지형 인입부(130; 230; 330)들이 상기 리지형 인입부(120; 220; 320)들보다 상기 높이 방향(H)으로 더 높은 열교환판(110; 210; 310).
  8. 청구항 5-7 중의 어느 한 항에서,
    복수의 리지형 인입부(120; 220; 320)들이 상기 주 평면(P)의 복수의 브리지형 인입부(130; 230; 330)들과 동일한 측에서 돌출하는 열교환판(110; 210; 310).
  9. 선행하는 청구항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 브리지형 인입부(130; 230; 330)들이, 상기 제2 매질이 상기 폐쇄된 흐름 채널(105', 105"; 205'; 305', 305")을 통과하도록 배치된 상기 주 평면(P)을 따른 상기 제2 매질의 국부적인 일반적 흐름 방향(D)을 가지도록 구성되는 열교환판(110; 210; 310).
  10. 선행하는 청구항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 판(110; 210; 310)의 재질이 0.15 내지 0.5 mm 두께인 열교환판(110; 210; 310).
  11. 선행하는 청구항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 리지형 인입부(120; 220; 320)들이 상기 높이 방향(H)으로 0.2 내지 2.5 mm 높이인 열교환판(110; 210; 310).
  12. 제1 매질과 제2 매질 간에 열교환하는 열교환기(100; 200; 300)로
    상기 제1 매질의 주 유입구(101; 201; 301; 401; 501; 601)와;
    상기 제1 매질의 주 유출구(102; 202; 302; 402; 502; 602)와; 및
    선행하는 청구항들 중의 어느 한 항에 따른 열교환판(110; 210; 310)들을 구비하고,
    상기 판(110; 210; 310)들이 스택 내에서 각 주 평면(P)들이 평행하게 배치되도록 서로 적층되어 함께 체결되고, 교번하여 배치되는 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들과 제2 방식의 판(104b; 104b; 304b)들을 구비하여, 인접 판들의 각 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340)들이 서로 직접 접촉하도록 배치됨으로써, 인접 판들의 대응 제1 면(114; 214; 314)과 제2 면(116; 216; 316) 중의 적어도 하나가 상기 인입부(120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 330, 340)들을 통해 서로 접촉하고, 상기 제1 및 제2 매질의 흐름 채널(105', 105", 106; 205', 206; 305', 305", 306)들이 상기 면(114; 116; 214; 216; 314; 316)들 사이에 형성되며, 그리고
    상기 각 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)의 각 리지형 인입부(120; 220; 320)가 인접 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)의 대응 리지형 인입부(120; 220; 320)와 함께 상기 제1 매질의 상기 적어도 하나의 폐쇄된 흐름 채널(105', 105", 205', 305', 305")을 형성하는 열교환기(100; 200; 300).
  13. 청구항 12에서,
    상기 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들의 리지형 인입부(120; 220; 320)들의 각 정점(121; 221; 321)이 상기 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들의 대응 리지형 인입부(120; 220; 320)의 어느 정점과도 직접 접촉하지 않는 열교환기(100; 200; 300; 400; 500; 600).
  14. 청구항 12 또는 13에서,
    상기 각 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)이, 상기 제1판의 제1 전열면(114; 214; 314)의 인입부 비형성부의 상기 제2 판의 제1 전열면(114; 214; 314)의 대응 인입부 비형성부와의 접촉에 의해 인접 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)과 함께 체결되는 열교환기(100; 200; 300; 400; 500; 600).
  15. 청구항 12-14 중의 어느 한 항에서,
    상기 각 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)이
    해당 판의 재질을 관통하는 관통 구멍(132a, 132b; 232a, 232b; 332a, 332b)을 포함하도록 형성되고 인접 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)의 대응 브리지형 인입부(130; 230; 330)와 함께 제2 매질의 개방된 흐름 채널(106; 206; 306)을 형성하도록 구성된 각 브리지형 인입부(130; 230; 330)를 더 구비하고,
    상기 개방된 흐름 채널(106; 206; 306)이 상기 제1 방식의 판(104a; 204a; 304a)들과 상기 제2 방식의 판(104b; 204b; 304b)들의 다른 쌍들 간의 대응하는 개방된 흐름 채널들과 연통되는 열교환기(100; 200; 300).
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