KR100603854B1

KR100603854B1 - 연결부를 갖춘 열교환기

Info

Publication number: KR100603854B1
Application number: KR1019990043581A
Authority: KR
Inventors: 브뤼커페터; 브라운데이비드제이.; 브루어존알.
Original assignee: 보르지크 게엠베하
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1999-10-09
Publication date: 2006-07-24
Also published as: US6202740B1; DE19847770A1; JP4289740B2; DE59906655D1; KR20000028950A; EP0994322A2; ES2207098T3; JP2000121267A; PT994322E; ATE247815T1; EP0994322B1; EP0994322A3

Abstract

본 발명은 비냉각된 파이프를 여러개의 냉각된 파이프에 연결시키는 연결부를 갖춘 열교환기에 관한 것이다. 이 연결부(3)는 비냉각된 파이프(2)와 연통하여 외향으로 테이퍼진 종결부(9)와 합체되는 원통형 흡기부를 가진다. 이 종결부는 여러개의 가스 이송 채널을 에워싸고 있다. 각각의 가스 이송 채널은 냉각된 파이프(4)들중 하나와 동축인 흡기부로부터 뻗어있다. 가스 이송 채널(10)은 연결부의 흡기부(8)에서 별의 형상으로 밖으로 분기되어 있다. 이 냉각된 파이프는 플로어(6)내에 삽입되어 원의 호를 따라 배열되어 있다. 이 가스 이송 채널은 상기 호를 따라 배열되어 있다.

연결부, 비냉각된 파이프, 냉각된 파이프, 플로어, 종결부, 흡기부

Description

연결부를 갖춘 열교환기{HEAT EXCHANGER WITH A CONNECTION}

도 1은 연결부와 열교환기의 바닥에 대한 종단면도, 그리고

도 2는 이 연결부의 평면도.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 인용된 바와같이 비냉각된 파이프를 여러개의 냉각된 파이프에 연결하는 연결부를 갖춘 열교환기에 관한 것이다.

고온이며 비냉각된 파이프의 단열 단부가 바깥쪽으로 두 갈래진 열교환기 연결부가 공지되어 있다(독일 특허 3910630). 이 연결부는 예를 들어 물을 비등시킴으로써 외측으로부터 냉각되는 단일 파이프내로 고온 가스를 이송시킨다. 이 원리는 증명되어 있다. 또한 냉각된 파이프가 대략적으로 비냉각된 파이프의 폭과 같은 상당히 넓은 폭으로 인하여 비교적 길어야 한다는 것은 다소의 결점으로서 간주된다. 이것은 특정의 바람직한 온도로 가스를 냉각시키는 데 있어서 수반되는 열역학성질 때문이다.

냉각된 파이프는 단일 비냉각된 파이프로부터의 고온유체가 여러개의 냉각된 파이프에 분배되면 상당히 단축되고 열교환기가 상응하게 비용절감될 수 있다. 이 러한 종류의 디자인들이 공지되어 있는 데 여기에서 흡기구로부터 유도된 고온 유체는 단일 플로어에 고정된 다수의 냉각된 파이프에 흡기실을 경유하여 분배된다. 하지만, 이 유체가 플로어에 도달하여 이 플로어를 침식함에 따라 이 유체가 난류로 된다는 점에서 이 시스템에는 결점이 있다.

US 특허 5464057은 타원 단면을 갖춘 파이프의 형태로 헤더와 연통하는 이중벽 파이프의 열교환기를 개시하고 있다. 가스가 들어가는 열교환기의 단부에 흡기구가 있다. 이 흡기구는 가스 공급 파이프와 각각 연통하는 여러개의 가스 채널을 수용한다. 각각의 가스 채널은 하류의 밖으로 테이퍼져 고온유입가스를 여러개의 냉각된 파이프에 분배한다. 이러한 열교환기의 결점은 열교환기의 길이가 극히 길어 각각의 냉각된 파이프가 냉각제를 수용하는 데 별개의 재킷을 필요로 한다는 것이다. 더우기, 흡기구는 복잡하여 상응하게 비싸다.

또 다른 공지된 2중 벽 파이프의 열교환기는 전체적인 단면에서는 변화가 없지만 2개 또는 3개의 레그로 분기되는 사이폰 파이프의 형태의 연결부를 채용한다. 각각의 레그는 2중 벽 파이프들중 하나에 할당되어 있다. 이러한 열교환기는 US 특허 5464057에 개시된 것과 같은 결점을 근본적으로 가지고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 플로어가 유체의 직접적인 충격으로부터 난류를 받음 없이, 단순하고, 비용효과적이며, 컴팩트하고 공간을 절감하는 연결부를 경유하여 비냉각된 파이프에서 여러개의 냉각된 파이프에 고온 유체를 분배하는 상기된 종류의 열교환기를 제공하는 것이다.

이 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 인용된 바와같이 상기된 종류의 열교환기에서 얻어진다. 추가적인 바람직한 실시예는 종속항에 의해 도입될 수 있다.

가스 이송 채널 및 이 채널과 관련된 냉각된 파이프를 가능한한 가장 작은 수용 면적에 걸쳐 분배하는 것은 채널이 단일 및 바람직한 원통형 재킷으로 구비되도록 한다. 이 냉각된 파이프는 또한 단일 외부 재킷을 통하여 뻗어있다. 따라서 이 열교환기는 공간절감적이고, 원통형이고 그리고 비용효과적이다.

본 발명의 일 실시예가 이제 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

단지 부분적으로 예시된 열교환기(1)는 냉각제, 바람직하게는 비등 물을 이용하여 고온 가스를 냉각하는데 채용된다. 이 가스는 분류로에서 바람직하게 분류되어 신속한 냉각을 필요로 한다. 이 가스는 비냉각된 파이프중 적어도 하나의 비냉각된 파이프(2)를 통하여 이 분류로를 떠나고, 비냉각된 파이프의 각각이 연결부(3)를 통하여 열교환기(1)와 연통한다.

열교환기(1)는 여러개, 예를들면 4개의 냉각된 파이프(4)를 가지는 데, 이 각각의 파이프는 비냉각된 파이프의 내경보다 작은 내경을 가지고 있다. 냉각된 파이프(4)는 원형으로 분배되어 원통형 외부 재킷(5)으로 에워싸여져서 플로어(6)에 용접되어 있다. 한 단부가 플로어(6)에 위치되어 용접되어 있고 다른 한 단부가 외부 재킷(5)에 용접되어 있는 냉각제 흡기 챔버(7)를 통하여 냉각 파이프(4)는 뻗어있다. 열교환기(1)의 예시되지 않은 다른 단부에서 냉각된 파이프(4)는 다른 플로어에 고정되어 냉각제 배출 챔버로 에워싸여져 있다.

연결부(3)는 비냉각된 파이프(2)의 내경과 같은 내경의 원통형 흡기부(8)를 가지는 데 이 비냉각된 파이프에 이 연결부가 예를들면 용접되어 고정된다. 흡기부(8)는 원통형 종결부(9)쪽으로 테이퍼 가공되어 있다.

연결부(3)의 흡기부(8)는 별형상으로 배열되어 종결부(9)에서 수용된 여러개의 가스 이송 채널(10)로 분기되며, 각각의 채널은 냉각된 파이프(4)와 동축으로 연통하고 원주위에 동일 간격으로 분배된다. 각각의 냉각된 파이프(4)의 내경은 각각의 가스 이송 채널(10)의 내경과 같거나 크다.

종결부(9)는 냉각된 파이프(4)가 위치되는 플로어(6)에 용접된다. 틈은 가스 이송 채널(10)과 냉각된 파이프(4)가 서로 인접하고 있는 면들 사이에 존재하여 열에 의한 팽창을 허용한다.

가스 이송 채널(10)과 종결부(9) 사이의 공간은 단열재로 충전되어 있다. 연결부(3)는 금속과 열저항 재료로 이루어진 단편으로 된 비용 효과적인 주물이거나 여러 부분으로 함께 용접된 부분이 될 수 있다.

여기에 설명된 연결부(3)는 작은 난류를 가지고서 냉각된 파이프(4)에 고온 가스를 이송시킨다. 가스 이송 채널(10)과 냉각된 파이프(4) 간에 맞추어진 내경과 외형은 가스가 난류로 되는 것을 방지하여 플로어(6)가 마모되지 않을 것이다.

상기와 같이 구성된 열교환기에 의하여, 플로어가 유체의 직접적인 충격으로부터 난류를 받음 없이, 단순하고, 비용효과적이며, 컴팩트하고 공간을 절감하는 연결부를 경유하여 비냉각된 파이프에서 여러개의 냉각된 파이프에 고온 유체를 분배할 수 있다.

Claims

비냉각된 파이프(2)를 여러 개의 냉각된 파이프(4)에 연결하는 연결부(3)를 가진 열교환기로서, 상기 냉각된 파이프(4)는 플로어(6)에 삽입되어 하나의 삽입구에 맞추어지고, 상기 연결부(3)는 상기 비냉각된 파이프(2)와 연결되고 바깥쪽으로는 테이퍼진 종결부(9)로 이어지는 원통형의 흡기부(8)를 가지며, 상기 종결부(9)는 여러 개의 가스 이송 채널(10)을 에워싸고 있고, 상기 가스 이송 채널(10)은 상기 흡기부(8)로부터 뻗어나오고 상기 각각의 냉각된 파이프(4)와 각각 동축인 상태이며, 상기 냉각된 파이프(4)와 동일한 상기 삽입구와 중심이 맞추어 지는 열교환기에 있어서,

상기 가스 이송 채널(10)이 상기 연결부(3)의 흡기부(8)에서 별의 모양으로 분기되고, 상기 냉각된 파이프(4)는 상기 플로어(6)에 연결된 원통형 외부재킷(5)으로 에워싸여져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
삭제
제 1 항에 있어서, 연결부(3)의 종결부(9)는 원통형인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 연결부(3)의 종결부(9)는 냉각된 파이프(4)를 지지하는 플로어(6)와 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 연결부(3)의 종결부(9)와 가스 이송 채널(10) 사이의 공간은 단열재로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 각각의 가스 이송 채널(10)의 내경은 비냉각된 파이프(2)의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 각각의 냉각된 파이프(4)의 내경은 가스 이송 채널(10)의 내경과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 열교환기