KR100226934B1 - 열교환기의 비응축성 가스 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축기의 일측 비응축성 가스 도출관의 상부측에 비응축성 가스 집합관을 설치하고, 상기 비응축성 가스 집합관은 비응축성가스 배출밸브를 갖추도록된 산업배열 회수용 열파이프식 열교환기에 관한 것으로, 외부에 전열핀(16)을 갖추며, 내측 하단부에는 외부면을 따라 연속되는 그리고 그 하부면은 폐쇄되며 그 상부면은 개방된 응축액 수집통(19)을 장착하고, 상기 응축액 수집통(19)의 하부로는 응축액 인출관(20)이 갖추어지고 상기 응축액 인출관(20)이 위치하는 장소에는 응축기 외부에서 그 응축액 인출관(20)을 관찰할 수 있도록 된 관측유리(18)를 설치하여 된 외부 응축관(17)이 상기 비응축성가스 집합관(14)과 비응축성가스 배출밸브(7)사이에 설치됨을 특징으로 하여, 외부열교환기 내의 비응축성 가스존재를 정확하고 편리하게 상시 감시할 수 있는 열교환기의 비응축성 가스 감시장치를 제공한다.

Description

열교환기의 비응축성 가스 감시장치

제1도는 일반적인 열파이프식 열교환기를 도시한 개략 구조도.

제2도는 본 발명에 따른 비응축성 가스 감시장치를 도시한 개략 구성도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 응축관 4 : 증기수송관

5 : 응축액수송관 6 : 비응축성 가스 도출관

7 : 비응축성 가스 배출밸브 10 : 증발관

11 : 증기 13 : 비응축성 가스

14 : 비응축성 가스 집합관 16 : 핀

17 : 외부응축관 18 : 관측유리

19 : 응축액 수집통 20 : 응축액 인출관

본 발명은 산업체의 배열회수에 주로 이용되어지는 열파이프식 열교환기에서 열교환기 내부에 존재하게 되는 비응축성 가스의 유무를 감시하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기 외부에 별도의 응축관을 설치하고 외부공기의 냉각작용에 의하여 열교환기 내에 있는 증기가 응축되도록 함과 동시에 이 응축액을 관측유리를 통하여 육안으로 식별할 수 있도록 함으로서, 열교환기 내에 비응축 가스의 존재유무를 직접적으로 판별함이 가능하도록 하는 열교환기의 비응축성 가스 감시장치에 관한 것이다.

제 1 도는 산업배열 회수에 적용되는 열파이프식 열교환기의 구성을 설명하는 것으로서, 열교환기는 증발기(31)와 응축기(32) 그리고 이들을 연결하는 증기 수송관(4) 및 응축액 수송관(5)으로 구성되어진다.

고온의 배열(22)은 증발기(31)의 증발관(10)외부를 통과하면서 증발관(10)내부에 있는 작동유체의 액체를 증발시키는 과정에서 열전달이 이루어진다. 발생된 증기(11)는 증기 수송관(4)을 통하여 응축기(32)의 상부 헤드(3)에 공급된 후 응축관(1)에 분배된다. 분배된 증기는 응축관(1) 외부를 통과하는 피가열 유체(23)와의 열전달에 의하여 응축이 된 후, 중력에 의하여 하강하여 하부 헤드(2)로 모여진다. 하부헤드(2)에 모여진 응축액(12)은 응축액 수송관(5)을 통하여 다시 증발관(10)으로 보내지게 되어 고온의 배열로부터 저온의 피가열 유체로의 열의 전달이 연속적으로 이루어지게 되는 것이다.

즉, 이러한 열파이프식 열교환기는 열교환기 내부에 있는 작동유체의 증발과 응축에 따른 잠열의 변화를 열전달에 응용한 것이며 증기(11)와 응축액(12)의 이동은 순수히 중력에 의하여 이루어지는 것이다.

이러한 열교환기에 있어서는 열교환기 내부에 순수한 작동유체의 증기 또는 응축액 만인 존재하여야 하는데, 응축과 증발이 이루어지지 않는 비응축성 가스가 존재하게 되면 작동유체의 증기(11)가 응축관(1)내면과 접촉하여 열전달이 이루어 지는것을 방해할 뿐만 아니라 증기의 이동을 저지하게 되어 열교환기의 전열성능을 급격하게 저하시키게 된다.

또한, 작동유체의 증기가 이러한 비응축성 가스에 의하여 응축관(1)내에서 응축이 방해됨으로서 열교환기 내부의 압력이 상승되어 안전성에도 악영향을 미치게 되는 것이다.

따라서, 이러한 방식의 열교환 장치에서는 상기의 비응축성 가스가 존재하는지를 상시 감시하고 근 존재가 확인되면 이를 제거하여 주어야 한다.

이를 위한 통상의 기술로는, 제 1 도에 도시한 바와같이 응축기의 일단에 비응축성 가스가 집합할 수 있는 비응축성 가스 도출관(6)과 비응축성 가스 집합관(14) 및 비응축성 가스 배출밸브(7)를 설치하고, 흡입장치를 비응축성 가스 배출밸브(7)후단에 연결하여 이를 제거하고 있다.

상기 비응축성 가스 도출관(6)은 응축기 하부헤드(2)의 일단에 설치됨으로서, 증기의 유동에 의하여 비응축성 가스(13)가 이곳으로 집합될 수 있게 한다. 열교환기내에 존재하는 비응축성 가스는 열교환기 자체의 기밀 불량에 의하여 침입된 공기이거나 작동유체와 증발관(10) 또는 응축관(1)과의 화학 반응에 의하여 발생된 수소가 주종을 이루게 된다.

미설명 부호(5)는 응축액 수송관, (8)은 작동액 공급관, (9)는 드레인관, (15)는 히타(Heater)이다.

이러한 비응축성 가스의 존재는 통상적으로 열교환기의 전열성능이 저하되거나 열교환기 내부의 압력이 비정상적으로 상승되어질때 감지될 수 있지만, 이러한 방법은 배열원과 피가열 유체의 온도 및 유량등의 변화로 인하여 정확하지 않으며 오판되는 경우가 많아 인력과 비용이 소비된다.

또한, 이와같이 비응축성 가스의 존재가 오판되는 경우에는 불필요하게 내부 작동유체의 증기를 배출시켜 작동유체의 양을 감소시키게 되어 열교환기가 최적의 상태에서 작동되지 않는다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 열교환기 내에 존재하는 비응축성 가스의 존재에 대한 정확한 정보를 상시 감지하여 파악함으로서 열교환기가 최상의 전열성능을 유지할 수 있게 하는 열교환기의 비응축성 가스 감시장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 응축기의 일측 비응축성 가스 도출관의 상부측에 비응축성 가스 집합관을 설치하고, 상기 비응축성 가스 집합관은 비응축성가스 배출밸브를 갖추도록 된 산업배열 회수용 열파이프식 열교환기에 있어서, 외부에 전열핀을 갖추며, 내측 하단부에는 외부면을 따라 연속되는 그리고 그 하부면은 폐쇄되며 그 상부면은 개방된 응축액 수집통을 장착하고, 상기 응축액 수집통의 하부로는 응축액 인출관이 갖추어지고 상기 응축액 인출관이 위치하는 장소에는 응축기 외부에서 그 응축액 인출관을 관찰할 수 있도록 된 관측유리를 설치하여 된 외부 응축관이 상기 비응축성가스 집합관과 비응축성가스 배출밸브 사이에 설치됨을 특징으로 하는 열교환기의 비응축성 가스 감시장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.

제 2 도는 본 발명에 따른 비응축성 가스 감시장치의 구조를 도시한 개략 구성도로서, 비응축성 가스 집합관(14)과 비응축성 가스 배출밸브(7)사이에 전열 핀(16)이 부착된 외부 응축관(17)을 설치하여 외부공기의 냉각작용에 의하여 외부응축관(17)의 내벽변에서 증기의 응축이 연속적으로 이루어지도록 한 것이다.

상기 외부 응축관(17)의 내측 하단부측 원주면에는 응축액이 집할될 수 있도록 원통형의 응축액 수집통(19)을 설치하고 그 하부에는 응축액 인출관(20)을 설치하여 응축액이 낙하되는 것을 외부에서 관측할 수 있도록 한다. 외부 응축관(17)의 외부에 부착된 전열핀(16)은 외부 공기와 외부 응축관(17)사이의 열전달을 촉진하여 별도의 냉각수가 필요없이 외부 공기의 온도 조건에서도 응축이 이루어지도록 하는 역할을 수행한다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 비응축성 가스 감시장치는, 열교환기 내에 비응축성 가스가 존재하지 않는 정상적인 경우에는 비응축성 가스 집합관(14)내부에 작동유체의 증기만이 존재하기 때문에 공급되어진 증기(11)가 연속적으로 외부 응축관(17)의 내벽면에서 응축이 되고 이 응축액(12)은 응축액 인출관(20)을 통하여 낙하되므로 관측유리를 통하여 응축이 이루어지고 있음을 육안으로 식별할 수 있게 된다.

그러나, 열교환기 내에 비응축성 가스가 존재하게 되면, 이 존재량이 미소가 될 지라도 증기와 함께 외부 응축관(17)으로 이동하여 그중에 포함된 증기는 응축되어 하부로 낙하해 버리고 결국에는 외부 응축관(17)에는 비응축성 가스만이 존재하게 되어 외부 응축관(17)의 내벽면에서 응축은 이루어지지 않게 되고 따라서 응축액 수집통(19)의 내부는 비어져 있게 되므로 낙하되는 응축액을 볼 수 없게 된다. 따라서, 이러한 경우에는 그에 상응하는 적절한 조치를 취하여 열교환기가 정상적인 전열성능을 유지할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 열교환기의 비응축성 가스 감시장치에 의하면, 외부 응축관(17)의 내부에 장착된 응축액 수집관(19)의 응축액 인출관(20)이 외부에서 관측될수 있도록 상기 외부 응축관(17)에 장착된 관측유리(18)를 통하여 응축액의 낙하유무를 파악할 수 있게 되고, 이로부터 열교환기 내의 비응축성 가스존재를 정확하고 편리하게 상시 감시할 수 있는 유리한 특징이 있는 것이다. 또한, 작동유체 증기의 응축이 전열핀(16)의 냉각작용에 의하여 이루어지므로 작동유체의 냉각을 위한 별도의 냉각수 공급장치를 필요로 하지 않아 장치를 간단하게 할 수 있는 장점을 가지는 것이다.

Claims (1)

1. 응축기의 일측 비응축성 가스 도출관(6)의 상부측에 비응축성 가스 집합관(14)을 설치하고, 상기 비응축성 가스 집합관(14)은 비응축성가스 배출밸브(7)를 갖추도록된 산업배열 회수용 열파이프식 열교환기에 있어서, 외부에 전열핀(16)을 갖추며, 내측 하단부에는 외부면을 따라 연속되는 그리고 그 하부면은 폐쇄되며 그 상부면은 개방된 응축액 수집통(19)을 장착하고, 상기 응축액 수집통(19)의 하부로는 응축액 인출관(20)이 갖추어지고 상기 응축액 인출관(20)이 위치하는 장소에는 응축기 외부에서 그 응축액 인출관(20)을 관찰할 수 있도록 된 관측유리(18)를 설치하여 된 외부 응축관(17)이 상기 비응축성가스 집합관(14)과 비응축성가스 배출밸브(7)사이에 설치됨을 특징으로 하는 열교환기의 비응축성 가스 감시장치.