KR101891444B1

KR101891444B1 - 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101891444B1
Application number: KR1020170127070A
Authority: KR
Inventors: 서진욱
Original assignee: 주식회사프로스트
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-08-23

Abstract

본 발명은 전해 도금으로 내식성이 우수하여 해수에 적합한 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈, 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 본 발명은, 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법에 있어서, 일정 단위면적을 가지는 금속판의 표면에 가열 또는 피가열 전열유로를 형성하고 가장자리에는 포트홀을 형성하여 전열판을 만드는 제1단계; 상기 전열판 사이에 용가재를 투입하고 브레이징(Brazing) 접합시켜 일체화된 판형 열교환모듈을 만드는 제2단계; 를 포함하며, 상기의 판형 열교환모듈은 음(-)극을 접속해서 도금조의 전해액에 침지시켜 내부에 전해액이 골고루 침투되게 하고 상기 도금조 내에 양(+)극이 접속된 니켈(Ni) 애노드(Anode)를 투입한 상태로 전원을 인가하여 상기의 판형 열교환모듈에 전체적으로 전해 도금하는 제4단계; 상기의 판형 열교환모듈을 도금조에서 인출해서 세척 및 건조하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈 이의 제조방법을 제안하고자 한다.

Description

니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈 및 이의 제조방법{Bundle type heat exchanger module with high corrosion resistance by nickel plating and Method of manufacturing}

본 발명은 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해 도금으로 내식성이 우수하여 해수에 적합한 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법, 및 이에 의해 제조된 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈에 관한 것이다.

통상적으로 판형 열교환기는 얇은 금속판을 다단으로 적층하고 그 사이의 접촉면이 접합제에 의해 접착된 것으로, 상기 금속판은 파형(波型)으로 일정한 패턴의 전열유로(Herringbone)를 형성하여 열교환효율이 향상되게 하고 가장자리에는 가열 또는 피 가열 열매체가 유입 또는 유출하게 되는 포트홀(Pot hole)이 구비된다. 이러한 판형 열교환기에 관한 종래의 기술로는 본원 발명과 동일한 발명자에 의해 선 제안된 바에 있는 국내 실용신안공보 제0409691호(2006.02.20), 국내 등록특허공보 제1157711호(2012.06.12), 국내 등록특허공보 제1094469호(2011.12.08) 등이 공지된 바에 있으며, 이미 공지된 바에 따라 구체적인 설명은 생략한다.

여기서, 선박이나 해수 처리장 등과 같이 해수를 많이 사용하는 해수 처리장치의 경우에 배관들이 대부분 스테인리스스틸 재질(SUS304, SUS316)을 적용하고 있는데, 해수의 영향으로 인해 산화반응 및 부식현상이 발생하여 손상 및 파손이 유발된다. 상기 파이프는 부식을 감안하여 두께(스케줄)가 충분히 두껍게 설계 가능하고 주기적으로 교체 가능하며 유지관리가 용이하다. 그런데 해수에 적용되는 판형 열교환기는 금속판의 두께가 0.5~1.0mm 정도로 얇아서 부식에 취약하고 누설의 위험성이 높기 때문에 스테인리스스틸 재질의 SUS304 또는 SUS316L이 주로 적용된다. 하지만, 상기 스테인리스스틸 재질의 금속판은 연간 부식률이 ~0.7mm 정도인 점을 감안하면 사용기간이 1년 정도가 지나면 취약한 부위에서부터 손상 및 파손될 위험성이 매우 높다.

그래서 최근에는 해수에 강한 티타늄 재질의 판형 열교환기를 적용하게 되는데, 매우 고가여서 비용이 과도하게 소요되는 문제점이 있다. 더욱이 티타늄 금속판은 접합제로 니켈(Ni)을 사용해야 하며, 니켈로 브레이징 접합하기 위해서는 필수적으로 금속판의 표면에 전처리공정 또는 후처리공정이 요구됨은 물론 공정이 복잡하고 난해하며 생산성이 저하되며 제작비용이 많이 소요되는 등 비효율적이고 비경제적인 단점이 있다. 또 접합강도가 낮아서 높은 사용압력이나 맥동현상(Pulsation)에 의해서 피로 균열이 발생할 위험성이 높은 문제점이 있었다.

국내 실용신안공보 제0409691호(2006.02.20., 본원과 발명자가 동일한 발명) 국내 등록특허공보 제1157711호(2012.06.12., 본원과 발명자가 동일한 발명) 국내 등록특허공보 제1094469호(2011.12.08., 본원과 발명자가 동일한 발명)

본 발명의 목적은 전열판들로 브레이징 접합해서 번들 타입의 판형 열교환모듈을 구성하고 이 판형 열교환모듈를 전체적으로 전해 도금해서 상기 판형 열교환모듈의 외부와 내부에 완전히 도금층을 형성함으로써, 강도 및 내식성이 우수한 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈 및 이의 제조방법의 제조방법 및 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈 및 이의 제조방법의 제조방법을 제공하는 데 있다.

기존의 통상적인 쉘 앤드 튜브(Shell & Tube) 타입의 열교환기 및 사각의 밀폐형 판형 열교환기는 부피가 크기 때문에 도금조에서 사용할 수 있는 제품의 부피가 한계가 있고, 내부가 완전히 밀폐된 상태(열매체 입구 및 출구 제외)이기 때문에 열교환기 내부에 도금액이 침투하지 못해서 전해도금이 불가능하다. 하지만, 본 발명에서는 코퍼브레이징(Copper Brazing)으로 강인하게 접합된 번들타입의 콤팩트한 판형 열교환모듈로 구성되어 있기 때문에 도금조 내에 한 번에 침지 가능하고 작업이 용이하다. 그리고 그 자체로서 도금조에 제품을 담그기만 하면 침지된 상태에서 도금액이 열교환기 내부(전열판)로 신속히 침투하여 골고루 전해 도금이 완벽하게 이루어지게 되는 것이다.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명은, 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법에 있어서, 일정 단위면적을 가지는 스테인리스스틸(STS) 재질의 금속판에 가열 또는 피가열 전열유로 및 절곡부를 형성하고 가장자리에는 포트홀이 형성된 전열판을 만드는 제1단계(S1); 상기 전열판 사이에 동(Cu), 동합금 중에서 선택된 재질의 용가재를 투입하고 브레이징(Brazing) 접합시켜 일체화된 판형 열교환모듈을 만드는 제2단계(S2); 상기의 판형 열교환모듈은 양(+)극을 접속한 상태로 부식 전해조 내에 침지해서 내부에 부식 전해액을 침투시키고 상기 부식 전해조 내에는 음(-)극이 접속된 철판을 투입한 상태로 전원을 인가해서 상기 판형 열교환모듈의 도금 표면을 부식처리하게 되되, 상기 부식 전해액의 온도가 15~22℃이고 펄스정류기에 의해 60~120초 동안 전류 펄스를 인가하여 도금 표면을 전처리하는 제3단계(S3); 상기의 판형 열교환모듈은 음(-)극을 접속해서 도금조의 전해액에 침지시켜 내부에 전해액이 골고루 침투되게 하고 상기 도금조 내에 양(+)극이 접속된 니켈(Ni) 애노드(Anode)을 투입한 상태에서 전원을 인가하게 되되, 상기 전해액의 온도가 50~80℃이고 펄스정류기에 의해 60~120분 동안 전류 펄스를 인가하여 상기 판형 열교환모듈을 전체적으로 전해 도금하는 제4단계(S4); 상기의 판형 열교환모듈을 도금조에서 인출해서 세척 및 건조하는 제5단계(S5); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법, 및 이에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈을 제안한다.

삭제

또 본 발명에 의하면, 상기 판형 열교환모듈은 전열판의 양측 테두리에 가이드부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의하면, 상기 판형 열교환모듈은 전열판의 가장 아랫면과 윗면에 보강판이 밀착한 상태로 브레이징 접합해서 일체화된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 코퍼브레이징(Copper Brazing) 접합된 번들 타입의 판형 열교환모듈을 제작한 것을 도금조에 넣고 외부와 내부를 전체적으로 한꺼번에 전해 도금이 이루어짐으로 도금작업이 용이하고 작업성 및 생산성이 뛰어나고 생산비용을 낮추어 저렴한 가격에 우수한 품질의 제품을 공급할 수 있는 효과가 있다. 이렇게 제작된 판형 열교환모듈은 내부 표면에 골고루 도금층을 형성하여 강도 및 내구성, 내식성이 뛰어나고 특히 해수에 강한 특성을 가지며 품질의 우수하고 수명이 길어 유지관리 비용이 적게 소요되는 효과가 있다.

본 발명은 판형 열교환모듈이 스테인리스스틸(STS)로 이루어져 튼튼하고 품질에 대한 신뢰도가 높고 인장강도 및 연신율이 양호하여 프레스와 같은 기계적 가공성이 우수한 효과를 가진다. 그리고 상기 전열판의 윗면 및 아랫면에 보강판을 구비하여 판형 열교환모듈이 더욱 견고해지고 허용압력을 높이는 효과가 있다.

본 발명은 판형 열교환모듈의 도금 표면을 미세하게 부식시키는 전처리과정을 거쳐 후속되는 전해 도금공정에서의 전착성 및 도금 효율성을 한층 더 높이며 도금층이 균일해지고 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법을 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명의 제조방법에 의한 번들타입의 판형 열교환모듈을 나타낸 분리 사시도.
도 3은 상기 번들타입 판형 열교환모듈의 도금공정을 나타낸 도면.
도 4는 상기와 같은 도금공정을 거친 판형 열교환모듈을 부분적으로 절개해서 내부 상태를 나타낸 제품의 사진 도면.
도 5는 본 발명의 제조방법에 의한 니켈 도금된 번들타입의 판형 열교환모듈의 사용 상태도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 도면에 따르면 본 발명은, 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법에 있어서, 일정 단위면적을 가지는 스테인리스스틸(STS) 재질의 금속판에 가열 또는 피가열 전열유로(14) 및 절곡부(16)를 형성하고 가장자리에는 포트홀(15)이 형성된 전열판(12)을 만드는 제1단계(S1); 상기 전열판(12) 사이에 용가재를 투입하고 브레이징(Brazing) 접합시켜 일체화된 판형 열교환모듈(10)을 만드는 제2단계(S2); 상기의 판형 열교환모듈(10)은 양(+)극을 접속한 상태로 부식 전해조 내에 침지해서 내부에 부식 전해액을 침투시키고 상기 부식 전해조 내에는 음(-)극이 접속된 철판을 투입한 상태로 전원을 인가해서 상기 판형 열교환모듈(10)의 도금 표면을 부식처리함에 따라, 후속되는 전해 도금단계의 도금효율을 높이기 위해 전처리하는 제3단계(S3); 상기의 판형 열교환모듈(10)은 음(-)극을 접속해서 도금조(30)의 전해액(32)에 침지시켜 내부에 전해액(32)이 골고루 침투되게 하고 상기 도금조(30) 내에 양(+)극이 접속된 니켈(Ni) 애노드(34, Anode)를 투입한 상태로 전원을 인가하여 상기의 판형 열교환모듈(10)에 전체적으로 전해 도금하는 제4단계(S4); 상기의 판형 열교환모듈(10)을 도금조(30)에서 인출해서 세척 및 건조하는 제5단계(S5); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법은 전열판(12)에 가열 또는 피가열 전열유로(14), 포트홀(15)을 가공하는 제1단계(S1), 상기 전열판(12)들을 브레이징(Brazing) 접합해서 판형 열교환모듈(10)로 만드는 제2단계(S2), 도금 표면을 전처리하는 제3단계(S3), 상기의 판형 열교환모듈(10)을 전체적으로 전해 도금하는 제4단계(S4), 상기 판형 열교환모듈(10)을 세척 및 건조하는 제5단계(S5)로 이루어진다.

제1단계: 전열판 성형공정(S1)

상기 전열판(12)은 일정한 폭을 가지는 얇은 금속판이 연속적으로 감겨 있는 롤 형태의 판재를 절단기에 투입하고 일정한 길이로 절단해서 소정의 단위 면적을 가지는 전열판 소재를 만든다. 이때 상기 전열판 소재는 도 2에서 예시하고 있는 것처럼, 디스크 타입으로 둥근 원형이 바람직하며, 또는 사각 판형 열교환기에 적용되는 사각형, 직사각형, 육각형, 다각형 등으로 다양한 구성이 가능하고, 상기 판형 열교환기의 용도나 설계사양 등을 고려하여 선택적으로 적용된다.

다음, 상기 전열판 소재를 프레스의 형틀(금형)에 투입해서 전열판(12)을 만든다. 상기 전열판(12)은 표면에 일정한 패턴의 가열 또는 피가열 전열유로(14)가 각각 형성되며, 가장자리에는 상기의 전열유로와 연통하는 포트홀(15)을 형성하여 가열 열매체 또는 피가열 열매체가 상호 열교환하게 된다. 그리고 상기 전열판(12)은 테두리에 파형 또는 사다리꼴 형태로 절곡부(16)를 형성함에 따라, 상기 전열판(12)들을 포갠 상태로 브레이징 접합하게 되면 판형 열교환모듈(10)의 외측 둘레면(17)이 벌집 구조로 견고하게 형성된다.

제2단계: 판형 열교환모듈 제조공정(S2)

상기 전열판(12)과 용가재(미도시)를 수직으로 번갈아가면 쌓아서 다단으로 적층하고 서로 밀착된 상태로 고정해서 가열로에 투입한 다음, 고온에서 브레이징(Brazing) 접합함에 따라 완전히 일체화된 판형 열교환모듈(10)로 형성된다. 상기 판형 열교환모듈(10)은 일측 포트홀(15)로 유입된 피가열 열매체가 각 채널의 피가열 전열유로로 흐른다. 그리고 가열 열매체는 외부로 개방되어 있는 외측 둘레면(17)의 일측 통로를 통해 유입되어 다른 채널의 피가열 열매체와 열교환한 후 타측 통로를 통해 외부로 유출하게 된다. 상기 판형 열교환모듈(10)은 측면이 절곡부(16)에 의해 벌집(Honeycomb) 구조로 형성되어 강도가 보강되고 견고하게 보강된다.

한편, 상기의 판형 열교환모듈(10)은 본원과 동일한 발명자에 의해 선 제안하여 등록공고된 바에 있는 국내 등록특허공보 제1733934(2017.04.28., 등록)호의 '디스크 번들타입의 판형 열교환기' 및 제1632954(2016.06.17., 등록)호의 '벌집 형태의 테두리를 가지는 디스크타입의 열교환기'를 참조하면 보다 이해가 될 것이다.

또 본 발명에 의하면, 상기 전열판(12)은 스테인리스스틸(STS) 재질이며, 상기 용가재는 동(Cu), 동합금 재질 중에서 선택된 것임을 특징으로 한다. 상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12)의 재질이 스테인리스스틸(STS)로 이루어져 강도 및 내구성이 뛰어나고 품질에 대한 신뢰도가 우수하며 수명이 길고, 인장강도 및 연신율이 뛰어나 프레스에 의한 가공성이 양호하다. 그리고 용가재로는 동, 동합금 재질을 사용한 코퍼브레이징(Copper Brazing)으로 접합됨으로 접합 강도가 탁월하고 제품의 품질 및 신뢰도가 우수하며 누설의 위험성이 적다.

또 본 발명에 의하면, 상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12)의 가장 아랫면과 윗면에 보강판(20)이 밀착한 상태로 브레이징 접합해서 일체화된 것을 특징으로 한다. 즉 상기 판형 열교환모듈(10)은 도 2에서처럼, 전열판(12)의 가장 윗면과 아랫면에 보강판(20)이 결합하여 보강되며 강도 및 내구성이 월등히 향상되고 제품의 허용압력이 증대된다. 상기 보강판(20)은 전열판(12)의 형상과 동일하게 형성되며 전열판(12)과 함께 브레이징 접합하여 완전히 일체화되며, 재질은 전열판과 마찬가지로 재질이 스테인리스스틸(STS)로 이루어지는 것이 바람직하며, 부식이나 내식성 여부를 고려하여 카본스틸(CS) 또는 일반 금속으로도 구성 가능하다.

상기와 같이 제조된 판형 열교환모듈(10)은 열교환기의 셀하우징(40) 내부에 투입되어 져 가열 열매체와 피가열 열매체가 상호 열교환하게 된다.

또 본 발명에 따르면, 상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12)의 양측 테두리에 가이드부(18)가 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 전열판(12)은 일측 또는 양측 가장자리의 테두리에 가이드부(18)가 돌출 형성되며, 이 가이드부(18)가 열교환기(40)의 셀 하우징(42) 내면을 따라 접촉하면서 슬라이딩 작동하게 된다. 그리고 상기 가이드부(18)에 의해 챔버(44)가 상하로 구획되어져 상부 챔버와 하부 챔버로 구분된다. 예컨대 상부 챔버로 유입된 열매체(가열 또는 피 가열)가 열교환모듈을 완전히 통과해서 하부 챔버로 유출하게 됨으로 열교환 효율이 향상된다.

상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12)의 양측 테두리에 가이드부(18)가 형성됨에 따라, 상기 가이드부(18)가 열교환기(40)의 셀 하우징(42) 내면을 따라서 슬라이딩 접촉하고 챔버(44)를 상하로 구분하도록 구성된다. 상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12) 및 보강판(20)의 양측 테두리에 돌출 형성되어 있는 가이드부(18)가 셀 하우징(42)의 내면에 슬라이딩 접촉하면서 진입 또는 진출을 안내하므로 조립 또는 분리가 용이하다. 그리고 상기 가이드부(18)에 의해 셀 하우징(42) 내측 공간의 챔버(44)가 상하로 구분된다. 예컨대 상기 셀 하우징(40)의 인입 측 상부 챔버로 유입된 피가열 열매체가 판형 열교환모듈(10)을 온전히 통과하면서 충분히 열교환된 후에 유출 측의 하부 챔버로 배출이 된다.

제3단계: 도금 표면 전처리공정(S3)

본 발명은 상기 판형 열교환모듈(10)의 도금 표면을 미세하게 부식시켜 도금 전착성 및 효율성을 한층더 높이게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 제4단계(S4)의 전해 도금공정은, 상기 판형 열교환모듈(10)을 전해 도금하기 이전에, 상기의 판형 열교환모듈(10)에 양(+)극을 접속한 상태로 부식 전해조 내에 침지해서 내부에 부식 전해액을 침투시키고 음(-)극이 접속된 철판을 투입한 상태로 전원을 인가하여 상기 판형 열교환모듈(10)의 도금 표면을 부식처리함에 따라, 후속되는 전해 도금단계의 도금효율을 높이기 위해 도금 표면을 전처리하는 제3단계(S3); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해, 상기와 같이 제작된 판형 열교환모듈(10)을 부식 전해조 내에 투입해서 전해액이 양(+)극을 접속하고, 조금 이격된 곳에는 투입되는 철판에는 음(-)극을 접속한 상태로 외부 전원을 공급함에 따라, 상기 판형 열교환모듈(10) 즉, 전열판(12) 및 보강판(20) 그리고 브레이징 접합부의 표면에 전체적으로 골고루 부식을 수행한다.

또 본 발명에 의하면, 상기 제3단계(S3)의 도금표면 전처리공정은, 상기 부식 전해액의 온도가 15~22℃이고, 펄스정류기(36)에 의해 60~120초 동안 전류 펄스를 인가하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해, 상기 부식 전해액의 온도가 15~22℃ 범위 이내이고, 펄스정류기의 전압을 5~7V 정도로 인가해서 미세하게 표면 부식을 수행한다. 이때 표면 부식처리시간은 60~120초 정도로 수행하는 것이 바람직하며, 처리시간이 60초 이하인 경우에 부식 표면이 얼룩이 지거나 뿌옇게 흐려지면서 도금의 밀착이 불량해지거나 도금 표면이 불균일해지므로 좋지 않다. 역으로 처리시간이 120초를 초과하게 되면 부식량이 과다하여 코퍼브레이징 접합부위가 손상될 우려가 있고, 특히 상기 전열판은 기계적 가공(프레스 등)으로 두께가 얇아지기 쉬운 국소부위가 취약하지 않도록 처리시간은 120초를 넘기지 않는 것이 좋다.

상기와 같이 도금 표면 전처리공정을 거친 판형 열교환모듈(10)은 깨끗한 물이 담긴 수조에 투입해서 전해액과 나머지 잔여물을 깨끗이 세척한 다음, 충분히 건조시켜서 수분을 제거한다.

제4단계: 전해 도금공정(S4)

상기의 판형 열교환모듈(10)은 도금조(30)에 투입해서 전해액에 침지하고 음(-)극이 접속되며, 상기 도금조(30)의 내부 일측에는 니켈(Ni) 애노드(34, Anode)를 투입하고 양(+)극이 접속된다. 그리고 양쪽 전극에 전원을 공급해서 판형 열교환모듈(10)의 전해 도금을 수행하게 된다. 상기 애노드(Anode)는 전해액을 사이에 두고 두 전극 간에 전류가 흐르고 있을 때, 전해액으로 전류가 유출하는 쪽의 전극, 즉 산화반응이 일어나는 양(+)극으로써, 금속이 용해하는 부분을 의미한다. 상기 애노드(34)는 니켈(Ni)이 가장 바람직하며, 이러한 니켈도금은 단단하고 강도 및 내식성이 뛰어나며 수명이 길고 표면 광택이 좋고 미려하여 판형 열교환기의 성능이 한층 더 향상된다. 또는 상기 애노드(34)는 통상적인 크롬(Cr), 니켈-크롬 합금 재료를 사용해서 크롬 또는 니켈-크롬 도금이 가능함은 자명하다.

본 발명에 따르면, 상기 전해액(32)의 온도가 50~80℃이고, 펄스정류기(36)에 의해 전류 15~20A, 전압 2.5~7.5V의 범위로 펄스를 60~120분 동안 인가하는 것을 특징으로 한다. 좀 더 구체적으로, 상기 도금조에 담긴 전해액의 온도는 50~80℃ 범위가 적합하고 펄스정류기로 전류 15~20A, 전압 2.5~7.5V 범위 이내에서 60~120분 동안 펄스를 인가해서 전해도금을 수행한다. 전압의 세기가 2.5~7.5V 범위를 벗어나게 되면 도금층의 두께 편차가 심해지거나 도금층의 밀착력이 저하되므로 좋지 않고, 상기 전해액의 온도 역시 50~80℃ 범위로 유지하면서 도금 품질을 일정하게 유지하는 것이 좋고, 이후의 도금층 두께가 약 80~300㎛ 정도로 균일하게 형성이 된다.

제5단계: 세척 및 건조공정(S5)

상기와 같이 전해도금이 완료된 후의 판형 열교환모듈(10)은 물이 담긴 수조에 투입하고 외부와 내부를 깨끗이 세척해서 전해액 및 잔여물을 완전히 제거한다. 이후, 건조기에서 100℃ 이상의 온도로 충분히 건조해서 수분을 제거함에 따라, 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈(10)이 완성된다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 판형 열교환모듈(10)은 이는 도 4에서 보는 바와 같이, 열교환모듈의 외부 표면을 비롯한 내부의 전열판과 브레이징 접합부의 표면에 완전히 도금층이 형성되어져 내구성 및 내식성이 우수하고 품질이 월등히 향상됨을 알수가 있다.

상기와 같이 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈(10)은 도 5에서처럼, 판형 열교환기의 셀 하우징(40) 내측 챔버(42)에 투입되어 가열 열매체와 피가열 열매체를 서로 열교환시키게 된다. 예를 들어 상부의 제1유입구로 유입되는 가열 열매체와 측면의 제2유입구로 유입되는 피가열 열매체가 판형 열교환모듈(10)에 구비된 각 채널(층)의 가열 또는 피가열 전열유로를 따라 각각 흐르는 상호 열교환한 후 타측의 제1 및 제2 유출구로 배출하게 된다. 또한 상기 판형 열교환모듈(10)은 가이드부(18)가 셀 하우징의 양 측면에 슬라이딩 접촉하고 가이드레일에 접촉한 상태로 채널(42)을 상부 채널과 하부 채널로 구분해서 가열 열매체가 완전히 열교환모듈을 통과하면서 열교환효율이 향상된다.

10: 판형 열교환모듈 12: 전열판 14: 전열유로
15: 포트홀 16: 절곡부 17: 둘레면
18: 가이드부 20: 보강판 30: 도금조
32: 전해액 34: 애노드 40: 셀 하우징
42: 챔버

Claims

니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법에 있어서,
일정 단위면적을 가지는 스테인리스스틸(STS) 재질의 금속판에 가열 또는 피가열 전열유로(14) 및 절곡부(16)를 형성하고 가장자리에는 포트홀(15)이 형성된 전열판(12)을 만드는 제1단계(S1);
상기 전열판(12) 사이에 동(Cu), 동합금 중에서 선택된 재질의 용가재를 투입하고 브레이징(Brazing) 접합시켜 일체화된 판형 열교환모듈(10)을 만드는 제2단계(S2);
상기의 판형 열교환모듈(10)은 양(+)극을 접속한 상태로 부식 전해조 내에 침지해서 내부에 부식 전해액을 침투시키고 상기 부식 전해조 내에는 음(-)극이 접속된 철판을 투입한 상태로 전원을 인가해서 상기 판형 열교환모듈(10)의 도금 표면을 부식처리하게 되되, 상기 부식 전해액의 온도가 15~22℃이고 펄스정류기에 의해 60~120초 동안 전류 펄스를 인가하여 도금 표면을 전처리하는 제3단계(S3);
상기의 판형 열교환모듈(10)은 음(-)극을 접속해서 도금조(30)의 전해액(32)에 침지시켜 내부에 전해액(32)이 골고루 침투되게 하고 상기 도금조(30) 내에 양(+)극이 접속된 니켈(Ni) 애노드(34, Anode)을 투입한 상태에서 전원을 인가하게 되되, 상기 전해액(32)의 온도가 50~80℃이고 펄스정류기(36)에 의해 60~120분 동안 전류 펄스를 인가하여 상기 판형 열교환모듈(10)을 전체적으로 전해 도금하는 제4단계(S4);
상기의 판형 열교환모듈(10)을 도금조(30)에서 인출해서 세척 및 건조하는 제5단계(S5); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법.
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제1항에 있어서,
상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12)의 가장 아랫면과 윗면에 보강판(20)이 밀착한 상태로 브레이징 접합해서 일체화된 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 판형 열교환모듈(10)은 전열판(12)의 양측 테두리에 가이드부(18)가 형성된 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법.
청구항 제1항, 제6항, 제7항 중에서 선택된 한 항의 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 니켈 도금에 의해 내식성이 강한 번들타입의 판형 열교환모듈.