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KR20090048480A - heat transmitter - Google Patents

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Publication number
KR20090048480A
KR20090048480A KR1020097004150A KR20097004150A KR20090048480A KR 20090048480 A KR20090048480 A KR 20090048480A KR 1020097004150 A KR1020097004150 A KR 1020097004150A KR 20097004150 A KR20097004150 A KR 20097004150A KR 20090048480 A KR20090048480 A KR 20090048480A
Authority
KR
South Korea
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heat exchanger
coolant
cavity
heat exchange
plate
Prior art date
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Abandoned
Application number
KR1020097004150A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
피에레 비그넌
Original Assignee
피에레 비그넌
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 피에레 비그넌 filed Critical 피에레 비그넌
Priority to KR1020097004150A priority Critical patent/KR20090048480A/en
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    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B19/20Other positive-displacement pumps
    • F04B19/24Pumping by heat expansion of pumped fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
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    • F28D7/103Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/08Fluid driving means, e.g. pumps, fans

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 관형 요소 또는 코어(1, 101)를 포함하는 열교환기이며, 각각은, 지지 실린더 또는 하프 실린더(2, 102)와, 적어도 하나의 만곡된 열교환 판(3, 3c, 3f, 103)과, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브(6, 106)를 포함하고, 각각의 판은 제2 공동부로부터 제1 공동부를 분리하고, 상기 제1 공동부는 액체(4, 104)를 수용하고 상기 제2 공동부는 상기 판의 열 팽창 또는 수축을 야기하여 각각 제1 공동부 내의 액체의 압축 또는 팽창을 야기하는 냉각제(5, 5c, 5f, 105)를 수용한다.The present invention is a heat exchanger comprising a plurality of tubular elements or cores (1, 101), each of which comprises a support cylinder or a half cylinder (2, 102) and at least one curved heat exchanger plate (3, 3 c , 3). f , 103, and outer retaining tubes or half tubes 6, 106, each plate separating a first cavity from a second cavity, the first cavity containing liquid 4, 104. And the second cavity contains a coolant 5, 5 c , 5 f , 105 that causes thermal expansion or contraction of the plate, thereby causing compression or expansion of the liquid in the first cavity, respectively.

관형 요소, 지지 실린더, 열교환 판, 외부 보유 튜브, 공동부 Tubular element, support cylinder, heat exchange plate, outer retaining tube, cavity

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}Heat exchanger {HEAT EXCHANGER}

본 발명은 특히 펌프 내에서 팽창시킴으로써 압력하에서 액체를 생성하는데 사용되는 열교환기에 관한 것이다.The invention relates in particular to heat exchangers used to produce liquid under pressure by expanding in a pump.

이러한 펌프를 합체하고 있는 유압 펌프 및 유압 시스템은 종래 기술, 특히 특허 출원 FR-A-2 851 및 WO-A-2004/079194 로부터 알려져 있다. Hydraulic pumps and hydraulic systems incorporating such pumps are known from the prior art, in particular from patent applications FR-A-2 851 and WO-A-2004 / 079194.

유압 시스템은 적어도 하나의 펌핑 피스톤과, 동일한 차동 피스톤의 이단으로 구성되는 구동 피스톤을 포함한다. 펌핑 피스톤은 핌핑 실린더 내부의 핌핑 챔버의 경계를 정하고 구동 피스톤은 구동 실린더 내부의 구동 챔버의 경계를 정한다. 펌핑 피스톤과 구동 피스톤은 구동 챔버의 체적의 증가가 펌핑 챔버의 체적의 감소에 대응하고 그 반대로도 되는 방식으로 운동 연결 수단에 의해 연결된다.The hydraulic system comprises at least one pumping piston and a drive piston consisting of two stages of the same differential piston. The pumping piston delimits the pimping chamber inside the pimping cylinder and the drive piston delimits the driving chamber inside the drive cylinder. The pumping piston and the drive piston are connected by the movement connecting means in such a way that the increase in the volume of the drive chamber corresponds to the decrease in the volume of the pumping chamber and vice versa.

펌핑 챔버는 시스템의 유압 유체 저장소에 유압식으로 연결되고, 이는 유압 펌프에 의해 동력을 공급받는다.The pumping chamber is hydraulically connected to the hydraulic fluid reservoir of the system, which is powered by the hydraulic pump.

펌프의 구동 챔버는 관형 열교환 번들에 유압식으로 연결된다. 높은 열팽창계수를 갖는 액체가 구동 챔버 및 관형 열교환 번들에 존재한다. 높은 열팽창계수를 갖는 이러한 액체는 열원 및 냉원과 열교환 관계로 교번식으로 배치된다.The drive chamber of the pump is hydraulically connected to the tubular heat exchange bundle. Liquids with high coefficient of thermal expansion are present in the drive chamber and the tubular heat exchange bundle. Such liquids having a high coefficient of thermal expansion are alternately arranged in a heat exchange relationship with heat and cold sources.

따라서, 높은 열팽창계수를 갖는 액체는 열팽창 및 열수축을 교번식으로 받고, 이 는 각각 구동 챔버의 체적을 증가시키는 반면, 펌핑 챔버의 체적을 감소시켜서, 유압 모터로 그리고 그 다음에 시스템의 저장소로 유압 유체를 가압하거나 또는 구동 챔버의 체적을 감소시켜, 시스템의 저장소로부터 유압 유체의 흡입을 야기한다. 펌핑 효과는 따라서 교번식 유압 유체 배출 및 흡입 이동에 의해 달성된다. Thus, liquids with high coefficients of thermal expansion receive alternating thermal expansion and thermal contraction, which in turn increase the volume of the drive chamber, while reducing the volume of the pumping chamber, thereby hydraulically feeding the hydraulic motor and then into the reservoir of the system. Pressurize the fluid or reduce the volume of the drive chamber, causing suction of hydraulic fluid from the reservoir of the system. The pumping effect is thus achieved by alternating hydraulic fluid discharge and suction movement.

관형 열교환 번들은 하단부에서 폐쇄되고, 구동 챔버에 연결되는 도관을 개방하는 수집기를 통해 상단부에서 서로 연통하는 수직 튜브에 의해 구성된다.The tubular heat exchange bundle is constituted by vertical tubes that are closed at the bottom and communicate with each other at the top through a collector that opens a conduit connected to the drive chamber.

관형 열교환 번들은 수평 구획부에 의해 분할되는 인클로져 내부에 위치된다. 이러한 열적 절연 구획부는 천공되어, 각각의 튜브가 일측에서 타측으로 구획부를 통과하는 것을 허용하는 반면, 구획부와 튜브 사이에 가능한 한 우수한 불투과성을 유지시킨다. The tubular heat exchange bundle is located inside the enclosure divided by the horizontal compartments. These thermally insulating compartments are perforated to allow each tube to pass through the compartment from one side to the other, while maintaining as good an impermeability as possible between the compartment and the tube.

인클로져는 따라서 순환 저온 냉각제를 포함하는 하부 챔버와, 순환 고온 냉각제를 포함하는 상부 챔버로 분할된다. The enclosure is thus divided into a lower chamber containing a circulating low temperature coolant and an upper chamber containing a circulating high temperature coolant.

관형 열교환 번들은 따라서 인클로져 내부의 상하 이동에 의해 저온 냉각제 그리고 고온 냉각제와 열교환 관계로 교번식으로 배치된다. 이 상하 이동은 잭스크류에 의해 생성된다.The tubular heat exchange bundles are thus arranged in alternating heat exchange with the low temperature coolant and the high temperature coolant by vertical movement inside the enclosure. This vertical movement is generated by jackscrews.

높은 열팽창계수를 갖는 유체가 받는 교번식 열팽창 및 수축은 관형 열교환 번들의 교번식 팽창 및 수축을 초래하고, 이는 각각의 튜브를 스트래칭하기 쉽고, 최종적으로는 관형 번들을 구성하는 튜브의 피로를 야기한다.Alternating thermal expansion and contraction received by fluids with high coefficient of thermal expansion results in alternating expansion and contraction of the tubular heat exchange bundles, which is easy to stretch each tube and finally causes fatigue of the tubes that make up the tubular bundle. .

따라서, 본 발명의 목적은 장시간 높은 기계적 응력을 견디는 것을 가능케 하는 열교환기를 제안하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to propose a heat exchanger which makes it possible to withstand high mechanical stress for a long time.

이 목적은, 복수의 관형 요소 또는 코어를 포함하는 열교환기이며, 각각은, 지지 실린더 또는 하프 실린더와, 적어도 하나의 만곡된 열교환 판과, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브를 포함하고, 각각의 판은 제2 공동부로부터 제1 공동부를 분리하고, 상기 제1 공동부는 액체를 수용하고 상기 제2 공동부는 상기 판의 열 팽창 또는 수축을 야기하여 각각 제1 공동부 내의 액체의 압축 또는 팽창을 야기하는 냉각제를 수용하는 열교환기에 의해 달성된다.This object is a heat exchanger comprising a plurality of tubular elements or cores, each comprising a support cylinder or a half cylinder, at least one curved heat exchanger plate, an outer retaining tube or a half tube, and each plate being A coolant that separates the first cavity from the second cavity, wherein the first cavity receives liquid and the second cavity causes thermal expansion or contraction of the plate to cause compression or expansion of the liquid in the first cavity, respectively Achieved by a heat exchanger.

다른 특징에 따르면, 액체(4)는 높은 열팽창계수를 갖는다.According to another feature, the liquid 4 has a high coefficient of thermal expansion.

다른 특징에 따르면, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브와, 열교환 판 또는 판들과, 지지 실린더 또는 하프 실린더는 감소 직경을 갖는다.According to another feature, the outer retaining tube or half tube, the heat exchange plate or plates, and the support cylinder or half cylinder have a decreasing diameter.

다른 특징에 따르면, 제1 공동부 및 제2 공동부는 일 측면 상에서는 열교환 판들에 의해 경계가 정해지고, 타 측면 상에서는 지지 실린더 또는 하프 실린더 또는 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브에 의해 경계가 정해지고, 열교환 판(들)과, 지지 실린더 또는 하프 실린더와, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브는 동심원을 이룬다.According to another feature, the first cavity and the second cavity are delimited by heat exchange plates on one side, delimited by a support cylinder or half cylinder or an outer retaining tube or half tube on the other side, (S), the support cylinder or the half cylinder, and the outer retaining tube or the half tube are concentric.

다른 특징에 따르면, 각각의 관형 요소는 플랜지에 의해 각각의 단부에서 폐쇄되고, 플랜지 중 하나는 상기 플랜지를 통해 액체의 순환을 허용하도록 구성되고, 다른 플랜지는 이러한 순환을 방지하도록 구성된다.According to another feature, each tubular element is closed at each end by a flange, one of the flanges is configured to allow circulation of liquid through the flange and the other flange is configured to prevent this circulation.

다른 특징에 따르면, 각각의 관형 요소는 플랜지에 의해 각각의 단부에서 폐쇄되고, 플랜지 중 적어도 하나는 플랜지를 통해 냉각제 또는 냉각제들의 순환을 허용하도록 구성된다.According to another feature, each tubular element is closed at each end by a flange, and at least one of the flanges is configured to allow circulation of coolant or coolants through the flange.

다른 특징에 따르면, 플랜지는 열원에 의해 가열된 냉각제와 냉원에 의해 냉각된 냉각제의 교번 순환을 허용하도록 구성된다.According to another feature, the flange is configured to allow alternating circulation of the coolant heated by the heat source and the coolant cooled by the cold source.

다른 특징에 따르면, 열교환 판들 중 하나에는 액체와 접촉하는 복수의 제1 핀이 구비된다.According to another feature, one of the heat exchange plates is provided with a plurality of first fins in contact with the liquid.

다른 특징에 따르면, 열교환 판 중 하나에는 냉각제와 접촉하는 복수의 제1 핀이 구비된다.According to another feature, one of the heat exchange plates is provided with a plurality of first fins in contact with the coolant.

다른 특징에 따르면, 열교환 판 중 하나에는 냉각제와 접촉하는 복수의 제2 핀이 구비된다.According to another feature, one of the heat exchange plates is provided with a plurality of second fins in contact with the coolant.

다른 특징에 따르면, 다양한 관형 요소는 서로 평행하다.According to another feature, the various tubular elements are parallel to each other.

다른 특징에 따르면, 다양한 관형 요소는 스트랩에 의해 함께 유지되고, 각각의 스트랩은 관형 요소를 클램핑하고 적어도 두 개의 관형 요소 사이에 위치되는 나사형 로드에 부착된다.According to another feature, the various tubular elements are held together by the straps, each strap being attached to a threaded rod clamping the tubular elements and positioned between at least two tubular elements.

다른 특징에 따르면, 다양한 관형 요소는 스트랩에 의해 함께 유지되고, 각각의 스트랩은 관형 요소를 클램핑하고 서로 용접된다.According to another feature, the various tubular elements are held together by the straps, each strap clamping the tubular elements and being welded to each other.

다른 특징에 따르면, 다양한 관형 요소는 스트랩에 의해 함께 유지되고, 각각의 스트랩은 관형 요소를 클램핑하고 서로 땜납 접합된다.According to another feature, the various tubular elements are held together by the straps, each strap clamping the tubular elements and soldering to each other.

다른 특징에 따르면, 각각의 관형 요소 또는 코어는 또한 냉각제 도관과, 냉각제 도관으로부터 열교환 판 상으로 상기 냉각제를 분사하기 위한 분사 노즐을 포함한다.According to another feature, each tubular element or core also includes a coolant conduit and a spray nozzle for injecting said coolant from said coolant conduit onto a heat exchanger plate.

본 발명은 또한 유체의 이동을 통해 제어 수단을 기동시키기 위한 펌핑 피스톤과, 운동 수단에 의해 펌핑 피스톤에 연결되고 상술된 열교환기의 액체의 이동에 의해 기동되도록 구성된 구동 피스톤과, 열원과, 냉원을 포함하는 펌프에 관한 것이다.The invention also provides a pumping piston for activating the control means through the movement of a fluid, a drive piston connected to the pumping piston by means of motion and configured to be activated by the movement of the liquid in the heat exchanger described above, a heat source and a cold source. It relates to a pump containing.

다른 특징에 따르면, 펌프는 또한 열교환기의 관형 요소 또는 코어로 열원에 의해 압력하에서 가열되는 냉각제와, 냉원에 의해 대기압에서 냉각되는 냉각제를 공급하도록 구성된 바이패스를 포함한다. According to another feature, the pump also comprises a coolant heated under pressure by the heat source to the tubular element or core of the heat exchanger and a bypass configured to supply the coolant cooled at atmospheric pressure by the cold source.

본 발명은 또한 상술된 펌프와, 유체 저장소와, 제어 수단을 포함하는 시스템에 관한 것이다.The invention also relates to a system comprising the pump as described above, a fluid reservoir and control means.

본 발명의 다른 특징 및 잇점은 도면을 참조하여 단지 예시로서 주어진 본 발명의 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 명확해질 것이다.Other features and advantages of the present invention will become apparent by reading the following detailed description of embodiments of the invention given by way of example only with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 관형 요소의 사시도이다.1 is a perspective view of a tubular element of a heat exchanger according to a first embodiment of the invention.

도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기의 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view of a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열교환기의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.

다양한 도면에서 동일한 도면 부호는 유사한 또는 등가의 요소를 나타낸다. Like reference symbols in the various drawings indicate like or equivalent elements.

본 발명에 따른 열교환기는 복수의 관형 요소를 포함한다. 각각의 관형 요소는 지지 실린더와, 제2 공동부로부터 제1 공동부를 분리하는 적어도 하나의 만곡 된 열교환 판과, 외부 보유 튜브를 포함한다. 제1 공동부는 액체를 수용하고, 제2 공동부는 판의 열팽창 또는 수축을 야기해서, 제1 공동부의 액체의 압축 또는 팽창을 야기하는 냉각제를 수용한다.The heat exchanger according to the invention comprises a plurality of tubular elements. Each tubular element includes a support cylinder, at least one curved heat exchanger plate that separates the first cavity from the second cavity, and an outer retaining tube. The first cavity contains liquid and the second cavity contains a coolant that causes thermal expansion or contraction of the plate, thereby causing compression or expansion of the liquid in the first cavity.

열교환 판은 열교환기를 통해서 순환하는 냉각제 또는 냉각제들의 온도의 함수로서 냉각제와의 접촉을 통해 팽창 또는 수축하여, 제1 공동부 그리고 제1 공동부에 수용된 액체의 압축 또는 팽창을 야기한다.The heat exchanger plate expands or contracts through contact with the coolant as a function of the temperature of the coolant or coolants circulating through the heat exchanger, causing compression or expansion of the liquid contained in the first cavity and the first cavity.

높은 내압성 및 우수하지 않은 열 전도체일 수 있는 재료로 이루어진 지지 실린더 및 외부 보유 튜브는 열교환기의 종방향 팽창을 상당히 제한하여 종래 기술에서 알려진 관형 열교환 번들 보다 더 오래 높은 기계적 응력을 견디는 것을 가능하게 만든다. The support cylinders and outer retaining tubes, made of a material that can be high pressure resistance and poor thermal conductors, significantly limit the longitudinal expansion of the heat exchanger, making it possible to withstand higher mechanical stresses longer than tubular heat exchange bundles known in the art. .

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 관형 요소의 사시도를 나타낸다. 1 shows a perspective view of a tubular element of a heat exchanger according to a first embodiment of the invention.

열교환기는 복수의 관형 요소를 포함한다.The heat exchanger includes a plurality of tubular elements.

본 발명의 제1 실시예에서, 각각의 관형 요소(1)는 외부 판 및 내부 판으로 각각 불리는 2개의 열교환 판(3c, 3f)를 수용한 외부 보유 튜브(6)를 포함하고, 이는 자체적으로 지지 실린더(2)를 수용한다. 이 실시예에서, 열교환 판(3c, 3f)은 원통형이다. 만곡되지만 원통형은 아닌, 또는 실린더의 일부분 만을 형성하는 하나 이상의 열교환 판을 갖는 실시예를 또한 생각할 수 있다. 지지 실린더(2)는 예를 들어 중실 실린더이다. 외부 보유 튜브(6)와, 2개의 열교환 판(3c, 3f)과, 지지 실린더(2)는 실질적으로 동심원을 이룬다.In the first embodiment of the present invention, each tubular element 1 comprises an outer retaining tube 6 containing two heat exchange plates 3 c , 3 f , respectively called an outer plate and an inner plate. It receives the support cylinder 2 by itself. In this embodiment, the heat exchange plates 3 c , 3 f are cylindrical. Also contemplated are embodiments having one or more heat exchange plates that are curved but not cylindrical, or form only part of a cylinder. The support cylinder 2 is a solid cylinder, for example. The outer holding tube 6, the two heat exchange plates 3 c , 3 f and the support cylinder 2 are substantially concentric.

2개의 열교환 판(3c, 3f) 사이에 형성된 제1 공동부는 액체(4)를 수용한다. 양호하게는, 액체(4)는 높은 열팽창계수를 갖는다. 열교환 판은 냉각제와 액체(4) 사이의 열교환을 허용한다. 따라서, 액체(4)는 열교환기를 통해 순환하는 냉각제 또는 냉각제들의 온도의 함수로서 팽창 또는 수축하고, 이는 액체(4)의 열팽창 또는 수축을 야기한다. 생성된 압축 또는 팽창은 액체가 높은 열팽창계수를 갖지 않을 때 그리고 액체(4)의 압축 또는 팽창이 단지 열교환 판의 열팽창 또는 수축에 기인할 때 더 크다. The first cavity formed between the two heat exchange plates 3 c , 3 f receives the liquid 4. Preferably, the liquid 4 has a high coefficient of thermal expansion. The heat exchanger plate allows for heat exchange between the coolant and the liquid 4. Thus, the liquid 4 expands or contracts as a function of the temperature of the coolant or coolants circulating through the heat exchanger, which causes thermal expansion or contraction of the liquid 4. The resulting compression or expansion is greater when the liquid does not have a high coefficient of thermal expansion and when the compression or expansion of the liquid 4 is only due to the thermal expansion or contraction of the heat exchange plate.

판(3c) 중 하나와, 외부 보유 튜브(6) 사이에 그리고 다른 판(3f)과 지지 실린더(2) 사이에 각각 형성된 2개의 다른 공동부는 액체 상태의 고온 냉각제(5c) 및 저온 냉각제(5f)를 각각 수용한다. Two other cavities, each formed between one of the plates 3 c and the outer retaining tube 6 and between the other plate 3 f and the support cylinder 2, are liquid hot coolant 5 c and cold Each coolant 5 f is received.

본 발명에 따른 열교환기의 목적 중 하나는, 액체가 액체 상태로 일정하게 남아 있는 상태로, 판과 냉각제(5c, 5f) 사이의 열교환에 의해 액체(4)를 압축 또는 팽창시키는 것이다. 이러한 열교환을 최적화하기 위해서, 특히 기간의 관점에서, 이들 판(3c, 3f)은 매우 우수한 열전도성 재료, 즉 금속으로 제조된다. 이는 액체(4)와의 우수한 열교환을 허용하는데, 이는 액체(4)가 높은 열팽창계수를 가질 때 특히 중요하다. 열교환기가 피로에 더 저항하기 위해서, 외부 보유 튜브(6) 및 지지 실린더(2)는 높은 내압성 재료로 이루어진다. 따라서, 비제한적인 예를 주기 위해서, 이들은 탄소 복합 또는 필라멘트 권취 재료 또는 유리로 제조된다. 이들 재료는 또한 우수하지 않은 열전도성(예를 들어, 0.034W/mK와 0.0454W/mK 사이)을 갖는 잇점을 제공해서, 열교환기의 외부로의 열손실을 상당히 제한하는 것을 가능하게 만든다. 높은 열팽창계수를 갖는 액체를 사용하지 않을 때, 열손실은 우수하지 않은 열전도성을 갖는 액체의 사용에 의해 제한될 수 있다. 특히 고온 냉각제(5c)와 접촉하는 열교환 판에 고압이 가해진다. 용도의 함수로서 판을 구성하는 금속의 특성과, 열교환기의 크기에 따라, 이러한 판은 통상 수 밀리미터 내지 수십 밀리미터의 얇은 두께를 갖는다. 따라서, 종래 기술에서 기본적으로 종방향인 것과는 반대로, 판에 대한 압력이 기본적으로 팽창하는 동안 반경방향으로 (그리고 양호하게는 관형 요소의 내부를 향해) 가해지기 때문에, 판을 약화시키지 않고, 열교환의 속도가 증가된다.One of the objects of the heat exchanger according to the invention is to compress or expand the liquid 4 by heat exchange between the plate and the coolant 5 c , 5 f , with the liquid remaining constant in the liquid state. In order to optimize this heat exchange, in particular in terms of duration, these plates 3 c , 3 f are made of very good thermally conductive material, i.e. metal. This allows good heat exchange with the liquid 4, which is particularly important when the liquid 4 has a high coefficient of thermal expansion. In order for the heat exchanger to be more resistant to fatigue, the outer retaining tube 6 and the support cylinder 2 are made of a high pressure resistant material. Thus, to give a non-limiting example, they are made of carbon composite or filament winding material or glass. These materials also provide the advantage of having poor thermal conductivity (eg between 0.034 W / mK and 0.0454 W / mK), making it possible to significantly limit the heat loss to the outside of the heat exchanger. When not using a liquid having a high coefficient of thermal expansion, heat loss can be limited by the use of a liquid having poor thermal conductivity. In particular, high pressure is applied to the heat exchanger plate in contact with the high temperature coolant 5 c . Depending on the properties of the metal constituting the plate as a function of use and the size of the heat exchanger, such plates usually have a thin thickness of several millimeters to several tens of millimeters. Thus, in contrast to the basically longitudinal direction in the prior art, since the pressure on the plate is applied radially (and preferably toward the inside of the tubular element) during the expansion, it is not necessary to weaken the plate, The speed is increased.

따라서, 종래 기술에 알려진 관형 열교환 번들과는 달리, 본 발명에 따른 열 교환기는 동일한 두께에 대해 대경의 열교환 판을 사용하는 것을 가능하게 만들고, 이는 고압에 대해 더 저항성이 있어서, 용도를 넓히는 것을 가능하게 만든다. 압력이 외부로부터 내향으로 그리고 내부로부터 외향으로가 아니게 가해지기 때문에, 또는 기계적 응력에 대한 판의 저항이 높은 압력 저항 재료로 제조된 외부 보유 튜브(6) 또는 지지 실린더(2)에 의해 용이해지기 때문에, 외부 판의 직경은 일정한 두께로 증가될 수 있다. 외부 보유 튜브(6) 또는 지지 실린더가 금속이면, 이들이 팽창하는 것을 방지하기 위해서 이들을 열로부터 보호할 필요가 있고, 이는 시스템 의 효율을 감소시킨다. 따라서, 유체(5f)로 보유 튜브의 외부를 냉각시키는 것을 생각해볼 수 있다.Thus, unlike tubular heat exchange bundles known from the prior art, the heat exchanger according to the invention makes it possible to use large diameter heat exchange plates for the same thickness, which is more resistant to high pressure, which makes it possible to broaden the application. Make it. Since the pressure is applied from the outside inward and not from the inside out, or the resistance of the plate to mechanical stress is facilitated by the outer holding tube 6 or the support cylinder 2 made of high pressure resistant material. Because of this, the diameter of the outer plate can be increased to a constant thickness. If the outer retaining tube 6 or the support cylinder is metal, it is necessary to protect them from heat in order to prevent them from expanding, which reduces the efficiency of the system. Therefore, it is conceivable to cool the outside of the holding tube with the fluid 5 f .

다른 실시예에서, 외부 보유 튜브(6) 및 지지 실린더(2)는 양자 모두 금속으로 제조되지만, 관형 요소는 각각의 단부에서, 이들 2개의 요소(2, 6)가 고압을 견디도록 하기 위해서 용접 또는 납땜 접합되는 플랜지를 포함한다.In another embodiment, the outer retaining tube 6 and the support cylinder 2 are both made of metal, but the tubular elements are welded at each end to ensure that these two elements 2 and 6 withstand high pressure. Or a flange to be solder bonded.

양호하게는, 고온 냉각제(5c)는 외부 보유 튜브96)와 외부 열교환 판(3c) 사이에 수용되는 반면, 저온 냉각제(5f)는 내부 열교환 판(3f)과 지지 실린더(2) 사이에 수용된다.Preferably, the high temperature coolant 5 c is received between the outer holding tube 96 and the outer heat exchanger plate 3 c , while the low temperature coolant 5 f is the inner heat exchanger plate 3 f and the support cylinder 2. Is accommodated in between.

따라서, 열교환 판(3c)이 팽창될 때, 열교환 판(3f)은 반경방향 압축 응력을 받게 된다. 지지 실린더(2)의 존재는 상기 내부 열교환 판(3f)이, 지지 실린더(2)의 방향으로 반경방향으로 관형 요소에 가해지는, 이러한 압축 응력에 견디는 것을 돕는 것을 가능하게 만든다.Thus, when the heat exchange plate 3 c is expanded, the heat exchange plate 3 f is subjected to radial compressive stress. The presence of the support cylinder 2 makes it possible to help the internal heat exchange plate 3 f withstand this compressive stress, which is applied to the tubular element radially in the direction of the support cylinder 2.

내부 열교환 판(3f)은 또한 저온 냉각제(5f)를 수용한 공동부 내부에 위치되는 복수의 제1 종방향 핀(31)을 포함한다. 이들 제1 핀(31)은 외부 열교환 판(3c)의 팽창의 결과로서 관형 요소에 가해지는 반경방향 압축 응력을 보다 용이하게 견디는 것을 가능하게 만든다. 제1 핀(31)은 또한 실질적으로 내부 판(3f)의 중심에 지지 실린더(2)를 위치설정하는 역할을 한다.The internal heat exchange plate 3 f also includes a plurality of first longitudinal fins 31 located inside the cavity containing the low temperature coolant 5 f . These first fins 31 make it possible to more easily withstand the radial compressive stresses exerted on the tubular element as a result of the expansion of the outer heat exchanger plate 3 c . The first pin 31 also serves to position the support cylinder 2 substantially in the center of the inner plate 3 f .

외부 열교환 판(3c)은 또한 고온 냉각제(5c)를 수용한 공동부 내부에 위치된 복수의 제2 종방향 핀(32)을 포함한다. 이들 제2 핀(32)은 특히 실질적으로 보유 튜브(6)의 중심에 외부 판(3c)을 위치설정하는 역할을 한다. The outer heat exchanger plate 3 c also includes a plurality of second longitudinal fins 32 located inside the cavity containing the hot coolant 5 c . These second fins 32 serve in particular to position the outer plate 3 c substantially in the center of the retaining tube 6.

판(3c, 3f)이 강철로 제조되고, 판(3c) 예를 들어 두께가 3mm이고, 판(3f)은 두께가 1mm인 예를 취해보기로 한다. 이어서 판(3c)은 외부 보유 튜브(6)로 400bar의 압력을 지탱할 수 있다. 판(3f)은 압력이 외부로부터 내향으로 가해지기 때문에, 얇은 두께에도 불구하고, 판(3c)과 동일한 압력을 지탱할 수 있다.Consider an example in which the plates 3 c , 3 f are made of steel, the plate 3 c is for example 3 mm thick and the plate 3 f is 1 mm thick. The plate 3 c can then carry a pressure of 400 bar with the outer holding tube 6. The plate 3 f can bear the same pressure as the plate 3 c because the pressure is applied inward from the outside, despite the thin thickness.

원통형 열교환 판(3f)은 냉원으로부터 오는 저온 냉각제(5f) 그리고 저온 냉각제(5f)의 유동이 정지될 때 공기와 교번식으로 접촉한다.Cylindrical heat exchange plates (3 f) is the low-temperature refrigerant that comes from naengwon (5 f) and in contact with air and alternating time the flow of low-temperature coolant (5 f) stop.

도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 단면도를 나타낸다.2 shows a cross-sectional view of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

이러한 제2 실시예에서, 열교환기는 복수의 관형 요소(1)를 포함한다. 각각의 관형 요소(1)는 자체적으로 지지 실린더(2)를 수용한 단일 열교환 판(3)을 수용한 외부 보유 튜브(6)를 포함한다. 또한 이 실시예에서는, 열교환 판(3)이 비제한적으로 원통형이다. 지지 실린더(2)는 예를 들어 중실 실린더이다. 외부 보유 튜브(6), 열교환 판(3) 및 지지 실린더(2)는 실질적으로 동심원을 이룬다.In this second embodiment, the heat exchanger comprises a plurality of tubular elements 1. Each tubular element 1 comprises an outer retaining tube 6 which houses a single heat exchange plate 3 which itself receives a support cylinder 2. Also in this embodiment, the heat exchange plate 3 is cylindrical without limitation. The support cylinder 2 is a solid cylinder, for example. The outer retaining tube 6, the heat exchange plate 3 and the support cylinder 2 are substantially concentric.

제1 공동부가 열교환 판(3)과 외부 보유 튜브(6) 사이에 형성되고, 제2 공동부가 열교환 판(3)과 지지 실린더(2) 사이에 형성된다. 이들 공동부 중 하나는 액체(4)를 수용하는 반면, 다른 공동부는 냉각제(5)를 수용한다. 액체(4)는 예를 들 어 높은 열팽창계수를 갖는다. 따라서, 이는 상술된 바와 같이 판 단독의 팽창에 비해 액체의 더 큰 압축을 가능하게 한다.A first cavity is formed between the heat exchange plate 3 and the outer holding tube 6, and a second cavity is formed between the heat exchange plate 3 and the support cylinder 2. One of these cavities contains the liquid 4, while the other cavity contains the coolant 5. The liquid 4 has a high coefficient of thermal expansion, for example. Thus, this allows for greater compression of the liquid compared to expansion of the plate alone as described above.

상술된 바와 같이, 열교환 판(3)은 열교환을 최적화하기 위해서 매우 우수한 열 전도성 재료, 즉 금속으로 제조된다.As mentioned above, the heat exchange plate 3 is made of a very good thermally conductive material, ie metal, in order to optimize heat exchange.

또한, 상술된 바와 같이, 외부 보유 튜브(6) 및 지지 실린더(2)는, 예를 들어 복합 탄소 또는 필라멘트 권취 재료 또는 유리와 같은 우수하지 않은 열 전도성을 갖는 높은 압력 저항 재료로 이루어진다.In addition, as described above, the outer retaining tube 6 and the support cylinder 2 are made of a high pressure resistant material with poor thermal conductivity, such as for example a composite carbon or filament winding material or glass.

이 실시예에서, 고온 및 저온 냉각제(5)는 상기 유체를 수용하기 위해 제공되는 공동부 내로 교번식으로 주입된다.In this embodiment, the hot and cold coolant 5 are alternately injected into the cavity provided to receive the fluid.

양호하게는, 액체(4)는 외부 보유 튜브(6)와 열교환 판(3) 사이에 수용되는 반면, 냉각제(5)는 열교환 판(3)과 지지 실린더(2) 사이에 수용된다. Preferably, the liquid 4 is accommodated between the outer holding tube 6 and the heat exchanger plate 3, while the coolant 5 is received between the heat exchanger plate 3 and the support cylinder 2.

따라서, 열교환 판이 팽창될 때, 이는 반경방향 압축 응력을 받게 될 것이다. 지지 실린더(2)의 존재는 상기 지지 실린더(2)의 방향으로 관형 요소에 대해 횡으로 평면에 가해지는 이러한 압축 응력을 열교환 판(3)이 견디도록 돕는 것을 가능하게 만든다.Thus, when the heat exchanger plate is expanded, it will be subjected to radial compressive stress. The presence of the support cylinder 2 makes it possible to help the heat exchange plate 3 to withstand this compressive stress exerted in a plane transverse to the tubular element in the direction of the support cylinder 2.

열교환 판(3)은 또한 액체(4)를 수용한 공동부 내부에 위치된 복수의 종방향 핀(31)을 포함한다. 이들 핀(31)은 열교환 표면을 증가시키게 만들 수 있다.The heat exchange plate 3 also comprises a plurality of longitudinal fins 31 located inside the cavity containing the liquid 4. These fins 31 can be made to increase the heat exchange surface.

열교환 판(3)은 또한 냉각제(5)를 수용한 공동부의 내부에 위치된 복수의 제2 종방향 핀(32)을 포함한다. 이들 제2 핀(32)은 실질적으로 판(3)의 중심에 지지 실린더(2)를 위치설정시키고, 판(3)의 팽창의 결과로서 관형 요소에 대해 횡으로 가해지는 압축 응력으로부터 야기될 수도 있는 상당한 변형을 보다 용이하게 견딜 수 있게 만드는 역할을 한다. The heat exchange plate 3 also includes a plurality of second longitudinal fins 32 located inside the cavity containing the coolant 5. These second pins 32 substantially position the support cylinder 2 in the center of the plate 3 and may result from the compressive stress applied laterally to the tubular element as a result of the expansion of the plate 3. To make it easier to withstand significant deformation.

도2에 도시된 바와 같이, 관형 요소는 실질적으로 서로에 대해 평행하고 양호하게는 수직하다. 이들은 양호하게는 에너지 손실을 제한하기 위해서, 예를 들어 그들의 축이 삼면체를 형성하도록 서로 접촉하도록 배치된다. 관형 요소의 이러한 배열 그리고 이들이 후술되는 바와 같이 부착되는 방식은, 본 발명의 제1 및 제3 실시예에 따른 관형 요소(1)에 적용될 수 있다.As shown in Fig. 2, the tubular elements are substantially parallel and preferably perpendicular to each other. They are preferably arranged so as to contact each other such that their axes form a tetrahedron, in order to limit energy losses. This arrangement of the tubular elements and the manner in which they are attached as described below can be applied to the tubular elements 1 according to the first and third embodiments of the invention.

각각의 관형 요소(1)는 도시되지 않은 스트랩에 의해 클램핑되고, 이는 삼면체의 중심에 위치된 나사형 로드(7)에 부착된다. Each tubular element 1 is clamped by a strap, not shown, which is attached to a threaded rod 7 located in the center of the trihedron.

열교환기를 보다 더 내구성 있게 만들기 위해서, 관형 요소(1)의 어레이는 합성 수지에 의해 함께 유지된다.To make the heat exchanger more durable, the array of tubular elements 1 is held together by a synthetic resin.

다른 실시예에서, 스트랩은 서로 용접 또는 납땜 접합된다.In another embodiment, the straps are welded or soldered together.

또한, 각각의 관형 요소(1)는 각각의 단부에서 도시되지 않은 플랜지에 의해 폐쇄된다. 상기 플랜지 중 하나는 액체(4)가 상기 플랜지를 통해 순환되게 허용할 필요가 있다. 특히, 액체(4)를 순환시키도록 구성된 플랜지는 모두 열교환기를 구성하는 다양한 관형 요소의 동일한 측부 상에 배치되어야만 한다. In addition, each tubular element 1 is closed by a flange, not shown, at each end. One of the flanges needs to allow liquid 4 to circulate through the flange. In particular, the flanges configured to circulate the liquid 4 must all be arranged on the same side of the various tubular elements that constitute the heat exchanger.

한편, 2개의 플랜지 중 하나 또는 양자 모두가 이 또는 이들 플랜지(들)을 통해 냉각제(5)가 순환하는 것을 허용하는 것이 가능하다.On the other hand, it is possible for one or both of the two flanges to allow the coolant 5 to circulate through this or these flange (s).

도3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기의 종단면도를 나타낸다.3 is a longitudinal sectional view of a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.

제3 실시예에서, 열교환기는 복수의 관형 요소(1)를 포함한다. 각각의 관형 요소(1)는 자체적으로 지지 실린더(2)를 수용한 단일 열교환 판(3)을 수용한 외부 보유 튜브(6)를 포함한다. 또한 제3 실시예에서, 열교환 판(3)은 수직형이고, 비제한적으로는 원통형이다. 지지 실린더(2)는 예를 들어 중실 실린더이다. 외부 보유 튜브(6)와, 열교환 판(3)과, 지지 실린더(2)는 실질적으로 동심원을 이룬다.In a third embodiment, the heat exchanger comprises a plurality of tubular elements 1. Each tubular element 1 comprises an outer retaining tube 6 which houses a single heat exchange plate 3 which itself receives a support cylinder 2. Also in the third embodiment, the heat exchange plate 3 is vertical and, without limitation, cylindrical. The support cylinder 2 is a solid cylinder, for example. The outer retaining tube 6, the heat exchange plate 3 and the support cylinder 2 are substantially concentric.

제1 공동부가 열교환 판(3)과 외부 보유 튜브(6) 사이에 형성되고, 제2 공동부가 열교환 판(3)과 지지 실린더(2) 사이에 형성된다. 이들 공동부 중 하나는 액체(4)를 수용하는 반면, 다른 공동부는 냉각제(5)를 수용한다. 액체(4)는 예를 들어 높은 열팽창계수를 갖는다. 따라서, 상술된 바와 같이 이는 열교환 판 단독의 팽창에 비해 액체의 더 큰 압축을 가능하게 만든다.A first cavity is formed between the heat exchange plate 3 and the outer holding tube 6, and a second cavity is formed between the heat exchange plate 3 and the support cylinder 2. One of these cavities contains the liquid 4, while the other cavity contains the coolant 5. The liquid 4 has a high coefficient of thermal expansion, for example. Thus, as described above, this allows for greater compression of the liquid compared to expansion of the heat exchanger plate alone.

상술된 바와 같이, 열교환 판(3)은 열교환을 최적화하기 위해서 매우 우수한 열 전도성 재료, 즉 금속으로 제조된다.As mentioned above, the heat exchange plate 3 is made of a very good thermally conductive material, ie metal, in order to optimize heat exchange.

양호하게는, 액체(4)는 외부 보유 튜브(6)와 열교환 판(3) 사이에 수용되는 반면, 냉각제(5)는 열교환 판(3)과 지지 실린더(2) 사이에 수용된다.Preferably, the liquid 4 is accommodated between the outer holding tube 6 and the heat exchanger plate 3, while the coolant 5 is received between the heat exchanger plate 3 and the support cylinder 2.

따라서, 열교환 판(3)이 팽창될 때, 이는 반경방향 압축 응력을 받게 될 것이다. 지지 실린더(2)의 존재는 상기 지지 실린더(2)의 방향으로 관형 요소에 대해 횡으로 평면에 가해지는 이러한 압축 응력을 열교환 판(3)이 견디도록 돕는 것을 가능하게 만든다.Therefore, when the heat exchange plate 3 is expanded, it will be subjected to radial compressive stress. The presence of the support cylinder 2 makes it possible to help the heat exchange plate 3 to withstand this compressive stress exerted in a plane transverse to the tubular element in the direction of the support cylinder 2.

열교환기는 또한 열원 또는 냉원으로부터 열교환기로 고온 또는 저온 냉각제를 공급하는, 2개의 도관을 냉각제(5)를 수용한 공동부와 지지 실린더(2) 사이에 포함한다. 이들 도관은 제1 분리기(10)에 의해 서로 열적으로 절연되고, 제2 분리 기에 의해 냉각제를 수용한 공동부로부터 열적으로 절연된다. 열 손실을 피하기 위해서, 분리기는 매우 낮은 열 전도성 재료로 제조된다. The heat exchanger also includes two conduits between the cavity containing the coolant 5 and the support cylinder 2, which supply hot or cold coolant from the heat or cold source to the heat exchanger. These conduits are thermally insulated from each other by the first separator 10 and thermally insulated from the cavity containing the coolant by the second separator. To avoid heat loss, the separator is made of a very low thermally conductive material.

분사 노즐(12, 13)은 초기에 공기로 채워지고 고온 또는 저온 냉각제(5)를 수용하도록 의도된 공동부로, 도관(8, 9)으로부터 분리기(10, 11)를 통해 주행하는 모세관을 통해 고온 또는 저온 냉각제를 분사하는 것을 가능하게 만든다. 이들 모세관은 대기압에서, 이들이 액체일 때, 출구 포트에서 정밀하게 냉각제를 정지시키고, 냉각제가 제어 밸브로부터 열교환 판(3)으로 가는데 걸리는 시간을 감소시키게 만들 수 있다. 이러한 분사는 실질적으로 방사형이고 열교환 판(3)의 신속하고 완벽한 분사를 허용한다.The spray nozzles 12, 13 are cavities initially filled with air and intended to receive the hot or cold coolant 5, through the capillaries running from the conduits 8, 9 through the separators 10, 11. Or make it possible to spray low temperature coolant. These capillaries can, at atmospheric pressure, when they are liquid, precisely stop the coolant at the outlet port and reduce the time it takes for the coolant to go from the control valve to the heat exchange plate 3. This spraying is substantially radial and allows for quick and complete spraying of the heat exchanger plate 3.

도4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열교환기의 단면도를 나타낸다.4 is a sectional view of a heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.

제4 실시예에서, 열교환기는 복수의 코어(101)를 포함한다.In a fourth embodiment, the heat exchanger includes a plurality of cores 101.

각각의 코어(101)는 서로 대칭인 2개의 요소(107)를 포함한다. 2개의 요소(107)는 조인트(100)에서 서로에 대해 불투과식으로 결합된다. 각각의 코어(101)는 오목한 측부가 코어의 외부를 향하는 상태로 배향된 2개의 보유 하프 튜브(106)를 포함한다. 따라서, 2개의 하프 튜브(106)는 서로에 대해 후방부를 갖는다. 각각의 보유 하프 튜브(106)는 자체적으로 지지 하프 실린더(102)를 수용한 열교환 판(103)을 수용한다. 이 실시예에서, 열교환 판(103)은 반원통형이다. 열교환 판(103)은 보유 하프 튜브(106) 내부의 견부(114)에 대해 안착하도록 삽입되고 보유 수단, 예를 들어 용접부에 의해 이러한 견부에 대해 유지된다.Each core 101 includes two elements 107 symmetric to each other. The two elements 107 are opaquely coupled to each other at the joint 100. Each core 101 includes two retention half tubes 106 oriented with the concave side facing out of the core. Thus, the two half tubes 106 have a back portion with respect to each other. Each retaining half tube 106 itself receives a heat exchange plate 103 containing a supporting half cylinder 102. In this embodiment, the heat exchange plate 103 is semicylindrical. The heat exchange plate 103 is inserted to seat against the shoulder 114 inside the retaining half tube 106 and is held against this shoulder by a retaining means, for example a weld.

제1 공동부가 열교환 판(103)과 보유 하프 튜브 사이에 형성되고, 제2 공동 부가 열교환 판(103)과 지지 하프 실린더(102) 사이에 형성된다. 공동부 중 하나는 액체(104)를 수용하는 반면, 다른 공동부는 냉각제(105)를 수용한다. 액체(4)는 예를 들어 높은 열팽창계수를 갖는다. 따라서, 상술된 바와 같이 열교환 판 단독의 팽창에 비해 액체의 더 큰 압축을 가능하게 만든다.The first cavity is formed between the heat exchange plate 103 and the holding half tube, and the second cavity is formed between the heat exchange plate 103 and the support half cylinder 102. One of the cavities contains the liquid 104, while the other contains the coolant 105. The liquid 4 has a high coefficient of thermal expansion, for example. Thus, as described above, it allows for greater compression of the liquid compared to expansion of the heat exchanger plate alone.

상술된 바와 같이, 열교환 판은 열교환을 최적화하기 위해서 매우 우수한 열 전도성 재료, 즉 금속으로 제조된다.As mentioned above, the heat exchanger plate is made of very good thermally conductive material, i.e. metal, in order to optimize heat exchange.

양호하게는, 액체(104)는 보유 하프 튜브와 열교환 판(103) 사이에 수용되는 반면, 냉각제(105)는 지지 하프 실린더(102)에 수용된 분사 장치에 의해 열교환 판(103)으로 분사된다.Preferably, the liquid 104 is received between the retaining half tube and the heat exchange plate 103, while the coolant 105 is injected into the heat exchange plate 103 by an injector housed in the support half cylinder 102.

따라서, 열교환 판(103)이 팽창될 때, 반경방향 압축 응력을 받게 될 것이다.Thus, when the heat exchange plate 103 is expanded, it will be subjected to radial compressive stress.

열교환 판(103)의 형태 뿐만 아니라, 지지 실린더(2)의 존재는 상기 지지 하프 실린더(102)의 방향으로 관형 요소에 대해 횡으로 평면에 가해지는 이러한 압축 응력을 열교환 판(103)이 견디도록 돕는 것을 가능하게 만든다.In addition to the shape of the heat exchange plate 103, the presence of the support cylinder 2 allows the heat exchange plate 103 to withstand this compressive stress exerted in a plane transversely with respect to the tubular element in the direction of the support half cylinder 102. Makes it possible to help.

각각의 지지 하프 실린더(102)의 분사 장치는 열교환기로 열원 또는 냉원으로부터 고온 또는 저온 냉각제를 공급하는 2개의 도관(108, 109)을 포함한다. 이들 도관은 서로 열적으로 절연되고 냉각제를 수용하는 공동부로부터 열적으로 절연된다. 분사 노즐(112, 113)은 도관(108, 109)으로부터 열교환 판(103)으로 고온 또는 저온 냉각제를 분사하는 것을 가능하게 만든다. 분사는 실질적으로 방사형이고 열교환 판(103)의 신속하고 완벽한 분사를 허용한다.The injection device of each supporting half cylinder 102 includes two conduits 108 and 109 for supplying a hot or cold coolant from a heat or cold source to the heat exchanger. These conduits are thermally insulated from each other and from the cavity containing the coolant. Injection nozzles 112, 113 make it possible to inject hot or cold coolant from conduits 108, 109 to heat exchange plate 103. Injection is substantially radial and allows for quick and complete injection of the heat exchange plate 103.

열교환 판의 주변부가 원형 또는 원통형이 아니게 하는 것이 가능하다. 홈형 케이크 몰드를 제안하는 잎 형태 또는 아치 형태는 주변부의 증가된 길이로부터 잇점을 가능하게 만들어서, 열교환 판의 더 큰 선형 팽창 그리고 공동부(104) 내부에 위치된 액체의 압축성 변위에 기여한다. It is possible to make the periphery of the heat exchanger plate not circular or cylindrical. The leaf shape or arch shape suggesting a grooved cake mold makes it possible to benefit from the increased length of the periphery, contributing to the larger linear expansion of the heat exchanger plate and the compressive displacement of the liquid located inside the cavity 104.

상술된 본 발명의 제4 실시예에서, 냉각제(5, 5c, 5f)는 예를 들어 물이고, 액체(4)는 예를 들어 에탄올이다. 에탄올의 열팽창계수는 1.1·10-3K-1이다.In the fourth embodiment of the invention described above, the coolants 5, 5 c , 5 f are for example water and the liquid 4 is for example ethanol. The coefficient of thermal expansion of ethanol is 1.1 · 10 −3 K −1 .

고온 냉각제(5c)는 냉원[sic]에 의해 가열되고 저온 냉각제(5f)는 냉원에 의해 냉각된다.The high temperature coolant 5 c is heated by a cold source [sic] and the low temperature coolant 5 f is cooled by a cold source.

열원은 예를 들어 태양 패널이다. 이 경우에, 열원에 의해 생성된 에너지의 유동은 낮고, 이용가능한 에너지를 보존하기 위해서 열손실을 최소로 감소시키는 것이 특히 중요하다.The heat source is for example a solar panel. In this case, the flow of energy generated by the heat source is low, and it is especially important to minimize the heat loss in order to conserve the available energy.

본 발명에 따른 열교환기는, 유체(유압액 또는 기체)의 이동을 통해 제어 수단을 기동시키도록 구성된 펌핑 피스톤과, 운동 수단에 의해 펌핑 피스톤에 연결되고 열원에 의해 그리고 냉원[sic]에 의해 상술된 열교환기로부터 오는 액체(4)의 이동에 의해 기동되도록 구성된 구동 피스톤을 또한 포함하는, 펌프에 설치되도록 의도된다.The heat exchanger according to the invention comprises a pumping piston configured to activate the control means through the movement of a fluid (hydraulic liquid or gas), connected to the pumping piston by means of motion and described above by means of a heat source and by a cold source [sic]. It is intended to be installed in a pump, which also includes a drive piston configured to be activated by the movement of the liquid 4 coming from the heat exchanger.

펌프는 예를 들어 수개의 열교환기를 수용한다.The pump accommodates several heat exchangers, for example.

펌프는 작동을 위해, 또한 교번식 열적 팽창 및 수축을 생성하기 위해서 열교환기의 관형 요소(1)로 열원에 의해 가열된 고온 냉각제와, 냉원에 의해 냉각된 저온 냉각제를 교번식으로 공급하는 것을 가능하게 만드는 바이패스를 포함하여, 구동 피스톤을 기동시키는 것을 가능하게 만든다.The pump is capable of alternatingly supplying the hot coolant heated by the heat source and the cold coolant cooled by the cold source to the tubular element 1 of the heat exchanger for operation and also to produce alternating thermal expansion and contraction. It makes it possible to start the drive piston, including a bypass which makes it possible.

본 발명에 따른 펌프는 또한 제어 수단, 예를 들어 모터 및 유체 저장소를 포함하는 시스템에 설치되도록 의도된다.The pump according to the invention is also intended to be installed in a system comprising control means, for example a motor and a fluid reservoir.

시스템은 예를 들어 공기 조화기이다. 이 경우에, 펌핑 챔버는 가스를 흡입하여 압축하고 압축기로서의 역할을 한다. 열원은 예를 들어 하나 이상의 태양 패널(들) 또는 고온 냉각제를 저장하기 위한 등온 탱크이고, 이는 야간에 사용될 수 있다. 냉원은 예를 들어 연못 또는 수영장이다.The system is for example an air conditioner. In this case, the pumping chamber sucks gas in and compresses it and serves as a compressor. The heat source is for example one or more solar panel (s) or isothermal tanks for storing high temperature coolant, which can be used at night. Cold sources are, for example, ponds or swimming pools.

변형예에서, 시스템은 가정용 전기를 생산하는 유압 시스템이다. 이 경우에, 제어 수단은 유압 모터이다. 열원은 하나 이상의 태양 패널(들) 및/또는 냉각제를 저장하기 위한 등온 탱크이고, 이는 야간에 사용될 수 있다. 냉원은 예를 들어 탱크, 연못 또는 수영장이다.In a variant, the system is a hydraulic system that produces household electricity. In this case, the control means is a hydraulic motor. The heat source is an isothermal tank for storing one or more solar panel (s) and / or coolant, which can be used at night. Cold sources are, for example, tanks, ponds or swimming pools.

변형예에서, 시스템은 지열 에너지로부터 가정용 전기를 생산하는 유압 시스템이다. 이 경우에, 유압 펌프는 발전기를 구동시키는 유압 모터를 작동시킨다. 이 경우의 열원은 지열 에너지에 의해 생성된 온수에 의해 구성되고, 냉원은 예를 들어 자연 환경, 즉 샘, 강 및 바다 등에 의해 구성된다.In a variant, the system is a hydraulic system that produces household electricity from geothermal energy. In this case, the hydraulic pump operates a hydraulic motor that drives the generator. The heat source in this case is constituted by hot water generated by geothermal energy, and the cold source is constituted by, for example, a natural environment, that is, a fountain, a river and the sea.

시스템이 태양 패널에 의해 구성되는 열원을 포함할 때, 고온 냉각제 회로의 우세한 압력이 액체 상태로 냉각제(예를 들어 물)를 유지하기 위해서는 상대적으로 높아야만 한다. 다른게는, 물은 증발한다. 한편, 저온 냉각제 회로의 우세한 압력은 주위 압력일 수 있다. 따라서, 이 경우에, 상술된 제1 실시예에 따른 관형 요소를 갖는 열교환기의 사용이 적절하다.When the system includes a heat source comprised by a solar panel, the prevailing pressure of the hot coolant circuit must be relatively high to maintain the coolant (eg water) in the liquid state. Otherwise, water evaporates. On the other hand, the prevailing pressure of the low temperature coolant circuit may be ambient pressure. In this case, therefore, the use of a heat exchanger having a tubular element according to the first embodiment described above is suitable.

Claims (18)

복수의 관형 요소 또는 코어(1, 101)를 포함하는 열교환기이며, 각각은,A heat exchanger comprising a plurality of tubular elements or cores 1, 101, each of 지지 실린더 또는 하프 실린더(2, 102)와,Support cylinder or half cylinder (2, 102), 적어도 하나의 만곡된 열교환 판(3, 3c, 3f, 103)과,At least one curved heat exchanger plate 3, 3 c , 3 f , 103, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브(6, 106)를 포함하고,An outer retaining tube or half tube 6, 106, 각각의 판은 제2 공동부로부터 제1 공동부를 분리하고, 상기 제1 공동부는 액체(4, 104)를 수용하고 상기 제2 공동부는 상기 판의 열 팽창 또는 수축을 야기하여 각각 제1 공동부 내의 액체의 압축 또는 팽창을 야기하는 냉각제(5, 5c, 5f, 105)를 수용하는 열교환기.Each plate separates the first cavity from the second cavity, the first cavity contains liquids 4, 104 and the second cavity causes thermal expansion or contraction of the plate, respectively within the first cavity. A heat exchanger containing a coolant (5, 5 c , 5 f , 105) which causes compression or expansion of the liquid. 제1항에 있어서, 액체(4)는 높은 열팽창계수를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the liquid (4) has a high coefficient of thermal expansion. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브(6, 106)와, 열교환 판 또는 판들(3, 3c, 3f, 103)과, 지지 실린더 또는 하프 실린더(2, 102)는 감소 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.3. An outer retaining tube or half tube (6, 106), a heat exchange plate or plates (3, 3 c , 3 f , 103) and a support cylinder or half cylinder (2, 102) according to claim 1 or 2. Heat exchanger, characterized in that it has a reduced diameter. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 공동부 및 제2 공동부 는 일 측면 상에서는 열교환 판들(3, 3c, 3f, 103)에 의해 경계가 정해지고, 타 측면 상에서는 지지 실린더 또는 하프 실린더(2, 102) 또는 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브(6, 106)에 의해 경계가 정해지고, 열교환 판(들)(3, 3c, 3f, 103)과, 지지 실린더 또는 하프 실린더(2, 102)와, 외부 보유 튜브 또는 하프 튜브(6, 106)는 동심원을 이루는 것을 특징으로 하는 열교환기. The method according to claim 1, wherein the first cavity and the second cavity are bounded by heat exchange plates 3, 3 c , 3 f , 103 on one side and the other side. On top is bounded by support cylinders or half cylinders 2, 102 or outer retaining tubes or half tubes 6, 106, the heat exchange plate (s) 3, 3 c , 3 f , 103 and support cylinders Or the half cylinder (2, 102) and the outer retaining tube or half tube (6, 106) are concentric. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 관형 요소(1)는 플랜지에 의해 각각의 단부에서 폐쇄되고, 상기 플랜지 중 하나는 상기 플랜지를 통해 상기 액체(4)의 순환을 허용하도록 구성되고, 상기 다른 플랜지는 이러한 순환을 방지하는 것을 특징으로 하는 열교환기. 5. The tubular element (1) according to any one of the preceding claims, wherein each tubular element (1) is closed at each end by a flange, one of the flanges allowing circulation of the liquid (4) through the flange And the other flange prevents this circulation. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 관형 요소(1)는 플랜지에 의해 각각의 단부에서 폐쇄되고, 상기 플랜지 중 적어도 하나는 상기 플랜지를 통해 상기 냉각제 또는 냉각제들(5, 5c, 5f)의 순환을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기. 6. The tubular element (1) according to any one of the preceding claims, wherein each tubular element (1) is closed at each end by a flange, at least one of said flanges via said flange said coolant or coolants (5). Heat exchanger, configured to allow circulation of 5 c , 5 f ). 제6항에 있어서, 상기 플랜지는 열원에 의해 가열된 냉각제와 냉원에 의해 냉각된 냉각제의 교번 순환을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.7. The heat exchanger of claim 6, wherein the flange is configured to allow alternating circulation of the coolant heated by the heat source and the coolant cooled by the cold source. 제7항에 있어서, 상기 열교환 판들(3) 중 하나에는 상기 액체(4)와 접촉하는 복수의 제1 핀(31)이 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기.8. Heat exchanger according to claim 7, characterized in that one of the heat exchange plates (3) is provided with a plurality of first fins (31) in contact with the liquid (4). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환 판(3) 중 하나에는 상기 냉각제(5f)와 접촉하는 복수의 제1 핀(31)이 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger as claimed in claim 1, wherein one of the heat exchange plates (3) is provided with a plurality of first fins (31) in contact with the coolant (5 f ). 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 열교환 판(3, 3c) 중 하나에는 상기 냉각제(5, 5c)와 접촉하는 복수의 제2 핀(32)이 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기.10. Heat exchanger according to claim 8 or 9, characterized in that one of the heat exchange plates (3, 3 c ) is provided with a plurality of second fins (32) in contact with the coolant (5, 5 c ). . 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다양한 관형 요소(1)는 서로 평행한 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the various tubular elements (1) are parallel to each other. 제11항에 있어서, 다양한 관형 요소(1)는 스트랩에 의해 함께 유지되고, 각각의 스트랩은 관형 요소를 클램핑하고 적어도 두 개의 관형 요소 사이에 위치되는 나사형 로드(7)에 부착되는 것을 특징으로 하는 열교환기.12. The tubular element (1) according to claim 11, characterized in that the various tubular elements (1) are held together by straps, each strap being attached to a threaded rod (7) clamping the tubular elements and positioned between at least two tubular elements. Heat exchanger. 제11항에 있어서, 다양한 관형 요소(1)는 스트랩에 의해 함께 유지되고, 각각의 스트랩은 관형 요소를 클램핑하고 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 열교환 기.12. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that the various tubular elements (1) are held together by straps, each strap clamping the tubular elements and being welded to each other. 제11항에 있어서, 다양한 관형 요소(1)는 스트랩에 의해 함께 유지되고, 각각의 스트랩은 관형 요소를 클램핑하고 서로 땜납 접합되는 것을 특징으로 하는 열교환기.12. The heat exchanger according to claim 11, wherein the various tubular elements (1) are held together by straps, each strap clamping the tubular elements and soldering them together. 제11항에 있어서, 각각의 관형 요소 또는 코어(1, 101)는 또한 냉각제 도관(8, 9; 108, 109)과, 상기 냉각제 도관(8, 9; 108, 109)으로부터 열교환 판(3, 103) 상으로 상기 냉각제를 분사하기 위한 분사 노즐(12, 123; 112, 113)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.12. Each tubular element or core (1, 101) is also provided with coolant conduits (8, 9; 108, 109) and heat exchange plates (3) from said coolant conduits (8, 9; 108, 109). Heat exchanger (12, 123; 112, 113) for injecting said coolant onto said coolant. 펌프이며,Pump, 유체의 이동을 통해 제어 수단을 기동시키기 위한 펌핑 피스톤과,A pumping piston for activating the control means through the movement of the fluid, 운동 수단에 의해 상기 펌핑 피스톤에 연결되고 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 열교환기의 액체(4)의 이동에 의해 기동되도록 구성된 구동 피스톤과,A drive piston connected to the pumping piston by means of movement and configured to be started by movement of the liquid 4 of the heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, 열원과,Heat source, 냉원을 포함하는 펌프.Pump containing a cold source. 제16항에 있어서, 상기 펌프는 또한 상기 열교환기의 상기 관형 요소 또는 코어(1)로 상기 열원에 의해 압력하에서 가열되는 냉각제와, 상기 냉원에 의해 대기압에서 냉각되는 냉각제를 공급하도록 구성된 바이패스를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기. 17. The pump according to claim 16, wherein the pump also passes a bypass configured to supply a coolant heated under pressure by the heat source to the tubular element or core 1 of the heat exchanger and a coolant cooled at atmospheric pressure by the cold source. Heat exchanger comprising a. 시스템이며,System, 제16항 또는 제17항에 따른 펌프와,The pump according to claim 16 or 17, 유체 저장소와,Fluid reservoir, 제어 수단을 포함하는 시스템.A system comprising control means.
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