KR101110603B1 - 열교환기에 사용하기 위한 일체형 프레임을 갖는 가역성 열전달 요소 바스켓 조립체 - Google Patents

열교환기에 사용하기 위한 일체형 프레임을 갖는 가역성 열전달 요소 바스켓 조립체 Download PDF

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Abstract

열전달 요소 플레이트(850)를 내부에 수용하기 위한 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 개시된다. 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500)는 제 1 및 제 2 단일 부품 측면 스트랩(520a, 520b), 한 쌍의 내측 코너 플랜지(528a, 528b), I형 분할기 플레이트(530), 한 쌍의 외측 코너 플랜지(522a, 522b), 제 1 및 제 2 단부 스트랩(526a, 526b) 및 캡을 포함한다. 제 1 및 제 2 단일 부품 측면 스트랩(520a, 520b)은 서로로부터 이격된다. 제 1 및 제 2 단일 부품 측면 스트랩(520a, 520b)의 각각은 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 내측 단부를 따라 배치되도록 위치된 중심부(625), 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 제 1 측면을 따라 배치되도록 위치된 제 1 연장부(630), 및 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 제 2 측면을 따라 배치되도록 위치된 제 2 연장부(635)를 포함한다. 제 1 및 제 2 연장부(630, 635)의 각각은 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 열전달 요소 플레이트(850)를 보유하게 작동하도록 열전달 요소 플레이트를 가로질러 절첩되는 플랜지부를 포함한다. 한 쌍의 내측 코너 플랜지(528a, 528b)는 제 1 단일 부품 측면 스트랩(520a)을 제 2 단일 부품 측면 스트랩(520b)과 연결한다. I형 분할기 플레이트(530)는 열전달 요소 플레이트가 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 설치될 때 열전달 요소 플레이트(850) 내에 배치되도록 위치되고, 제 1 및 제 2 연장부(630, 635)를 서로 연결하도록 작동된다. 캡은 단일 부품 측면 스트랩(520a, 520b)의 제 1 및 제 2 연장 부(630, 635)의 상호 연결을 함께 실행하도록 작동하게 설계된 2개의 코너 플랜지(522a, 522b) 및 단부 스트랩(526a, 526b)으로 구성된다.
열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체, 열전달 요소 플레이트, 단일 부품 측면 스트랩, 내측 코너 플랜지, I형 분할기 플레이트, 외측 코너 플랜지, 단부 스트랩, 캡

Description

열교환기에 사용하기 위한 일체형 프레임을 갖는 가역성 열전달 요소 바스켓 조립체{REVERSIBLE HEAT TRANSFER ELEMENT BASKET ASSEMBLY WITH INTEGRATED FRAME FOR USE IN A HEAT EXCHANGER}
본 발명은 회전형 재생 열교환기, 더 구체적으로는 이러한 열교환기에 사용하기 위한 개량된 저프로파일(low profile) 열전달 요소 바스켓 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 소위 시트 또는 플레이트라고도 칭하는 열전달 요소가 고온 가스 열교환 유체와의 접촉에 의해 가열되고 그 후에 전술한 고온 가스 열교환 유체와 열전달 요소의 접촉에 의해 열전달 요소가 수용하였던 열을 상기 열전달 요소가 저온 가스 열교환 유체로 방출하며 이 저온 가스 열교환 유체와 상기 열전달 요소가 바람직하게 접촉하게 되는 열전달 장치에 적용한다.
통상적으로 사용되고 있는 이러한 열교환 장치의 한가지 유형은 산업 분야에서 회전형 재생 열교환기라 칭하는 것이다. 일반적으로, 이러한 회전형 재생 열교환기는 격실들로 분할되어 있는 원통형 회전자(rotor)를 포함하고, 이 격실들 각각에는 복수의 열교환 플레이트가 배치되어 있고, 상기 열교환 플레이트들은 전술한 원통형 회전자가 회전함에 따라 고온 가스 열교환 유체의 스트림에 교대로 노출되며, 이어서 상기 원통형 회전자가 회전함으로 복수의 열교환 플레이트가 가열될 저온 가스 열교환 유체의 스트림에 노출된다. 열교환기의 원통형 회전자가 분할되어 있는 격실들은 일반적으로 그 내부에 적합하게 장착되어 일반적으로 파이형(pie-shaped) 구성을 각각 구현하는 복수의 열전달 요소 바스켓 조립체를 각각 수용한다. 열전달 요소 바스켓 조립체들 각각은 복수의 열전달 플레이트(예를 들어, 시트 또는 요소)를 지지 관계로 그 내부에 수용하도록 설계된다. 이들 복수의 열전달 플레이트의 각각은 고온 가스 열교환 유체에 노출될 때 그로부터 열을 흡수하고, 이어서 이들 복수의 열전달 플레이트의 각각이 가열될 저온 가스 열교환 유체에 노출될 때 복수의 열교환 플레이트의 각각에 의해 고온 가스 열교환 유체로부터 흡수하였던 열을 저온 가스 열교환 유체에 전달한다.
일반적으로, 이러한 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체는 한 쌍의 이격된 단부 플레이트(end plate)를 포함하고, 이 단부 플레이트는 미국 특허 제 3,314,472호 및 제 4,606,400호에 설명되고 도시된 방식으로 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 측면을 따라 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 단부 플레이트를 상호 연결하도록 설계된 짝형성된(paired) 측면 스트랩에 의해 함께 유지된다. 미국 특허 제 3,314,472호 및 제 4,606,400호의 종래 기술의 교시에 따르면, 복수의 열전달 플레이트는 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 하우징 내에 밀접하게 이격된 관계로 적층되며 이에 의해 열교환 유체가 통과할 수 있도록 하는 열전달 플레이트들의 인접한 플레이트들 사이의 복수의 통로를 제공한다. 더욱이, 이러한 종래 기술의 교시에 따르면, 측면 스트랩들은 열교환 요소들의 적층된 어레이의 대향 측면들을 따라 쌍으로 연장하는 방식으로 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 이격된 단부 플레이트들을 상호 연결하도록 제조된다. 이러한 종래 기술의 교시에 더 관련하여, 열교환 요소들 각각의 측면에는, 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 이격된 단부 플레이트들의 상부 구역들 사이로 연장하는 제 1 측면 스트랩과, 전술한 제 1 측면 스트랩에 이격된 평행 관계로 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 이격된 단부 플레이트들의 하부 구역들 사이로 연장하는 제 2 측면 스트랩이 제공되어 있다. 이들 측면 스트랩들은 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 에지에 놓여 있는 길이방향 에지를 따라 내향으로 플랜지 형성되며, 이에 의해 예로서 미국 특허 제 3,314,472호에 나타낸 바와 같은 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 개방 단부들로부터 열전달 플레이트들이 낙하하는 것을 방지하는 작용을 하도록 설계되는 보유면을 제공할 수 있다. 일반적으로, 종래 기술의 교시에 따르면, 하나 이상의 이러한 보유 바아들은 이들의 상단부 및 하단부를 가로질러 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 단부 플레이트들 사이에 용접되며, 이에 의해 이러한 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 개방 단부들로부터 열전달 요소 플레이트들이 낙하하는 것을 방지하는 것을 더 보조한다.
이러한 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체들은 여전히 통상적으로 사용되는 것으로 확인되고 있지만, 이러한 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체들은 일반적으로 그 내부에 이용되는 측면 스트랩들의 회전 비틀림뿐만 아니라 이들의 이격된 단부 플레이트들을 상호 연결하기 위해 이용되는 이러한 측면 스트랩들의 굴곡에 기인하는 측방향 변형을 받게 된다. 발명의 명칭이 "열교환기용 저프로파일 요소 바스켓 조립체(Low Profile Element Basket Assembly For Heat Exchanger)"이고 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며 본 명세서에 전체적으로 참조로서 포함되어 있는 머글러(Mergler)의 미국 특허 제 4,739,822호는 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체가 겪게 되는 것으로 판명된 이러한 회전 비틀림 및 측방향 변형을 다루도록 설계된 발명에 관한 것이다. 미국 특허 제 4,739,822호에 관한 발명은 언급된 목적을 얻을 수 있는 것으로 판명되었지만, 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 열전달 요소 바스켓 조립체에 대한 개선이 여전히 이루어질 가능성이 있는 것으로 보인다.
본 특허 출원의 도 1 및 도 2에는 미국 특허 제 4,739,822호의 열전달 요소 바스켓 조립체(130)가 도시되어 있다. 이 열전달 요소 바스켓 조립체(130)는 복수의 열전달 요소 플레이트(132)로 구성되고, 이 열전달 요소 플레이트들은 적층된 어레이로 배열되어 이에 의해 열전달 요소 플레이트(132)들의 인접한 플레이트들 사이에 위치된 복수의 유동 경로를 제공한다. 이 열전달 요소 플레이트(132)들의 적층된 어레이는 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 일 단부에 위치된 제 1 단부 플레이트(134)와 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 다른 단부에 위치된 제 2 단부 플레이트(136) 사이에 배치되도록 적합하게 배열된다. 이들 단부 플레이트들(134, 136)은 열전달 요소 플레이트(132)들의 적층된 어레이의 단부들에 접하도록 적합하게 위치되고 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)에 의해 적소에 유지된다. 이들 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)은 열전달 요소 플레이트(132)들의 적층된 어레이의 대향 측면들을 따라 배치되어 이에 의해 열전달 요소 플레이트(132)들 각각의 상부 에지 및 하부 에지에 위치되고, 그에 의해 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)은 제 1 단부 플레이트(134)와 제 2 단부 플레이트(136)의 상호 연결을 실행하도록 작동되고, 제 1 단부 플레이트(134) 및 제 2 단부 플레이트(136)는 서로 이격되어 있다.
미국 특허 제 4,739,822호의 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 설명을 계속하면, 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 바와 같은 측면 플레이트들(140, 142)은 단부 플레이트(134)의 우상부 코너 및 좌상부 코너 각각에 일 단부에서 각각 용접되고, 게다가 단부 플레이트(134)가 위치되어 있는 열전달 요소 바스켓 조립체의 대향 단부에 위치된 단부 플레이트(136)의 우상부 코너 및 좌상부 코너 각각에 다른 단부에서 또한 각각 용접된다. 유사한 방식으로, 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 바와 같은 측면 플레이트들(150, 152)은 단부 플레이트(134)의 우하부 코너 및 좌하부 코너 각각에 일 단부에서 각각 용접되고, 게다가 단부 플레이트(134)가 위치되어 있는 열전달 요소 바스켓 조립체의 대향 단부에 위치된 단부 플레이트(136)의 우하부 코너 및 좌하부 코너 각각에 다른 단부에서 또한 각각 용접된다.
이 미국 특허를 더 참조하면, 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)은 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 바와 같이, 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 상부 에지 및 하부 에지 각각에 병치 관계로 연장하는 이들의 각각의 길이방향 에지들을 따라 플랜지 형성된다. 이 때문에, 측면 스트랩(140, 142)은 각자의 플랜지(141, 143)를 구비한다. 이들 플랜지들(141, 143)은 열전달 요소 플레이트(132)들의 상부 에지들에 인접하여 위치되도록 측면 스트랩들(140, 142) 각각의 내부 길이방향 에지들로부터 내향으로 연장된다. 유사한 방식으로, 측면 스트랩(150, 152)은 각자의 플랜지(151, 153)를 구비한다. 이들 플랜지들(151, 153)은 열전달 요소 플레이트(132)들의 하부 에지들에 인접하여 위치되도록 측면 스트랩들(150, 152) 각각의 내부 길이방향 에지들로부터 내향으로 연장된다. 이들 상부 플랜지들(141, 143) 및 이들 하부 플랜지들(151, 153)은 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 상부 에지 및 하부 에지를 따라 보유면들을 제공하는 기능을 하고, 이 보유면들은 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 적층된 열전달 요소 플레이트(132)들이 그 운반 또는 취급 또는 설치 중에 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 개방 단부들로부터 낙하하는 것을 방지하게 작동되도록 설계된다. 이들 상부 플랜지들(141, 143) 및 이들 하부 플랜지들(151, 153)에 부가하여, 보유 바아(138)들이 일반적으로 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)의 중간에서 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 개방 상부 및 저부에 있는 단부 플레이트들(134, 136) 사이에 또한 가용접(tack-weld)되며, 이에 의해 열전달 요소 바스켓 조립체(130) 내에 적층된 열전달 요소 플레이트(132)들이 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 개방 단부들로부터 낙하하는 것을 방지하는 것을 추가로 도와준다.
미국 특허 제 4,739,822호에 관한 발명에 따르면, 보강 부재(160)가 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 이격된 단부 플레이트들(134, 136) 사이에 있고 이 단부 플레이트들에 평행한 중간, 즉 중간부에 배치된다. 보강 부재(160)는 열전달 요소 바스켓 조립체(130)를 가로질러 횡단방향으로 연장하도록 그 내부에 적합하게 위치된다. 더욱이, 이 보강 부재(160)는 그 측방향 에지에서, 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 바와 같이, 전술한 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)에 용접되며, 이에 의해 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 중간폭에 인접한 지점에서 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)을 구조적으로 상호 연결하여 요소 바스켓 조립체(130)의 프레임의 구조적 완전성을 증가시킨다.
보강 부재(160)를 더 참조하면, 본 특허 출원의 도 2a를 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 보강 부재(160)는 본 명세서에 전술한 단부 플레이트들(132, 134)과 본질적으로 유사한 단일 플레이트(175)를 포함할 수 있는데, 이 단일 플레이트는 그 각각의 대향 단부들에서 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 전체 단면적을 가로질러 상부로부터 하부로, 측면으로부터 측면으로 연장한다. 그 설명을 계속하면, 단일 보강 부재(175)는 그 측방향 에지들 각각에서, 미국 특허 제 4,739,822호의 교시에 따르면, 도 2에서 가장 양호하게 이해되는 바와 같이 상부 측면 스트랩들(140, 142) 및 하부 측면 스트랩들(150, 152) 각각에 용접되며, 이에 의해 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152) 모두를 서로 구조적으로 상호 연결한다.
대안적으로, 본 특허 출원의 도 2b를 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 보강 부재(160)는 한 쌍의 이격된 세장형 플랭크형 이중 부재(plank-like dual member)(170a, 170b)를 포함할 수 있고, 이들 이중 부재는 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 상부 구역을 가로질러 그리고 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 하부 구역을 가로질러 각각 연장하도록 적합하게 위치된다. 이를 더 참조하면, 부재(170a)는 그 측방향 에지들에서 상부 측면 스트랩들(140, 142)에 용접되고, 반면에 부재(170b)는 그 측방향 에지들에서 하부 측면 스트랩들(150, 152)에 용접된다.
그 설명을 계속하면, 단일 보강 부재(175) 및 이중 보강 부재(170a, 170b) 모두는, 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 이격된 단부 플레이트들(132, 134) 사이의 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 중간폭 또는 중간폭 부근에서 상부 측면 스트랩들(140, 142)을 상호 연결하기에 적합하고 그리고 하부 측면 스트랩들(150, 152)을 상호 연결하기에 적합한 가교 결합(cross-link)을 제공하며, 이에 의해 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 프레임의 구조적 완전성을 증가시킬 수 있게 작동하도록 설계된다. 그 결과, 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 중량 용량이 증가할 뿐만 아니라, 게다가 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152)의 회전 비틀림뿐만 아니라 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 프레임의 측방향 변형이 또한 효과적으로 방지된다. 본 특허 출원의 도 2a에는 도시되지 않았지만, 단일 보강 부재(175)는 게다가 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 리프팅(lifting)을 함께 실행하는 수단으로서 이용될 수 있다.
미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 바와 같은 열전달 요소 바스켓 조립체(130)는 이에 의해 요구되는 수동 용접의 양에 기인하여 제조에 많은 시간을 요구하는 것으로 판명되었다. 이 때문에, 4개의 개별 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152) 및 2개의 개별 단부 플레이트들(134, 136)의 사용은 열전달 요소 바스켓 조립체(130)가 제조 중에 완전히 수동 용접되는 것을 요구한다. 이 점에 부가하여, 이러한 제조 중의 수동 용접은 수동 용접을 성취하는데 필요한 용접 설비의 설치를 실행하기 위해 할당되는 여분의 시간이 존재할 뿐만 아니라 게다가 이를 위해 요구되는 여분의 인원을 요구하는데, 이는 고비용일 뿐만 아니라 그와 연관된 품질 보증 문제점의 가능성을 도입한다. 이러한 여분의 시간은 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 제조를 실행하기 위해 함께 이용되는 조립 라인 프로세스에서의 지연을 유발할 수 있는 것으로 판명되었다. 따라서, 조립체의 제조를 위해 수동 용접을 요구하지 않고 조립될 수 있는 열전달 요소 바스켓 조립체를 필요로 하였다.
부가적으로, 과다한 재료가 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 단일 보강 부재(160), 이중 보강 부재(170a, 170b) 및 단부 플레이트들(134, 136)을 제조하는데 사용된다. 더욱이, 미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 열전달 요소 바스켓 조립체(130)에 이용되는 보강 부재들(160, 170a, 170b) 및 단부 플레이트들(134, 136)의 크기 및 형상은 이들이 제조 프로세스 중에 용접되는 것을 요구한다. 이와 같이, 이는 제조되는 재료의 폐기 뿐만 아니라 열전달 요소 바스켓 조립체(130)의 제조에 비용을 추가한다. 따라서, 조립체 제조를 위해 잉여 재료가 발생되지 않은 열전달 요소 바스켓 조립체를 필요로 하였다.
미국 특허 제 4,739,822호에 설명되고 도시된 열전달 요소 바스켓 조립체(130)와 관련된 다른 단점은 측면 스트랩들(140, 142, 150, 152) 상의 플랜지들(141, 143, 151, 153)이 열전달 요소 플레이트(132)에 유체의 유동이 도달하는 것을 방지하도록 작동되는 것으로 판명되었다는 것이다. 따라서, 게다가 유체의 유동이 열전달 요소 바스켓 조립체의 구조 부재에 의해 거의 차단되지 않을 수 있는 열전달 요소 바스켓 조립체를 필요로 하였다.
본 발명의 목적은 그 구조적 완전성을 특징으로 하는 신규하고 개량된 열전달 요소 바스켓 조립체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 열전달 요소 바스켓 조립체의 재료 중량이 구조적 완전성의 어떠한 손실 없이 감소되는 사실을 특징으로 하는 이러한 신규하고 개량된 열전달 요소 바스켓 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열전달 요소 바스켓 조립체의 양 단부가 회전형 재생 열교환기에 존재하는 것으로 알려진 부식 환경에 동등하게 노출될 수 있게 하기 위해 열전달 요소 바스켓 조립체의 역전을 필요로 할 때 열전달 요소 바스켓 조립체가 회전형 재생 열교환기 내의 그 설치 위치에서 역전될 수 있게 함으로써, 열전달 요소 바스켓 조립체에 지지된 열전달 요소 플레이트들의 최대 수명 범위를 제공하는 가역성을 특징으로 하는 이러한 신규하고 개량된 열전달 요소 바스켓 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일 부품(one-piece) 측면 스트랩이 이용되어 열전달 요소 바스켓 조립체가 요구하는 부품들의 수를 감소시키고 이와 동시에 열전달 요소 바스켓 조립체의 제조 중에 요구되는 용접량을 마찬가지로 감소시키는 이러한 신규하고 개량된 열전달 요소 바스켓 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립체의 정면 영역이 그 플랜지 연장부를 지지하는 플레이트의 폭을 감소시킴으로써 증가되고 동시에 열전달 요소 바스켓 조립체를 가로지르는 압력 강하가 감소되는 동시에 열전달 요소 바스켓 조립체에 지지된 열전달 요소 플레이트들의 열 성능이 향상되는 이러한 신규하고 개량된 열전달 요소 바스켓 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한 목적뿐만 아니라 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 함께 기재되어 있는 이하의 상세한 설명으로부터 즉시 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 이에 한정되는 것은 아니지만 회전형 재생 열교환기와 같은 열교환기용의 신규하고 개량된 열전달 요소 바스켓 조립체가 제공된다. 열전달 요소 플레이트의 적층체가 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 적합하게 지지되어 유체가 그 사이로 유동하도록 허용된다. 또한 프레임인 것으로 간주될 수 있는 열전달 요소 바스켓 조립체는 내측 단부, 외측 단부, 및 유체 및/또는 가스가 유동할 수 있게 되는 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는다. 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 내측 단부 및 외측 단부는 서로 대향하여 배치되도록 위치되고, 반면 제 1 측면 및 제 2 측면은 유사하게 또한 서로 대향하여 배치되도록 적합하게 위치된다. 게다가, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체는 또한 마찬가지로 서로 대향하여 배치되도록 적합하게 위치되는 제 3 측면 및 제 4 측면을 구현한다. 바람직하게는, 필수적인 것은 아니지만, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 내측 단부는 본 발명에 따르면 그 외측 단부보다 좁게 제조된다.
본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체는 서로로부터 이격된 제 1 및 제 2 단일 부품 측면 스트랩을 추가로 포함한다. 단일 부품 측면 스트랩들 각각은 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 내측 단부를 따라 배치되도록 설계된 중심부를 갖는다. 게다가, 이들 단일 부품 측면 스트랩들 각각은 단일 부품 측면 스트랩들 중 하나의 중심부에 있는 각각의 측면 상에서 외향으로 연장하는 제 1 및 제 2 연장부를 또한 포함한다. 이 때문에, 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 제 1 연장부는 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 3 측면을 따라 위치되도록 설계되고, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 측면 상으로 내향으로 연장하는 절첩부를 갖는다. 이 절첩부는 통상 플랜지라 칭하고, 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 위치된 열전달 요소 플레이트들이 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체로부터 낙하하는 것을 방지하도록 작동하게 설계된다. 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 제 2 연장부는 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 4 측면을 따라 위치되고, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 측면 상에서 내향으로 또한 연장하는 절첩부를 갖는다. 따라서, 제 1 단일 부품 측면 스트랩은 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 측면에 병치 관계로 배치된다.
유사한 방식으로, 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 제 1 연장부는 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 3 측면을 따라 위치되도록 설계되고, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 2 측면 상에서 내향으로 연장하는 절첩부를 갖는다. 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 제 2 연장부는 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 4 측면을 따라 위치되도록 설계되고, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 2 측면 상에서 내향으로 또한 연장하는 절첩부를 갖는다. 따라서, 제 2 단일 부품 측면 스트랩은 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 2 측면에 병치 관계로 배치된다.
계속해서, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체는 단일 부품 측면 스트랩들 각각을 서로 연결하도록 작동하게 설계된 한 쌍의 이격된 코너 플랜지를 또한 포함한다. 상기 한 쌍의 이격된 코너 플랜지 중 하나는 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 내측 단부 및 제 3 측면에 의해 형성된 코너 상에 배치되고, 반면에 상기 한 쌍의 이격된 코너 플랜지의 다른 하나는 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 내측 단부 및 제 4 측면에 의해 형성된 코너 상에 배치된다. 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체는 I형 분할기 플레이트를 또한 포함한다. 이 I형 분할기 플레이트는 전술한 제 1 단일 부품 스트랩과 전술한 제 2 단일 부품 스트랩의 상호 연결을 함께 실행하는 작동을 하도록 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 열전달 요소 플레이트들 내에 적합하게 배치된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 외측 단부에는 전술한 연장부들이 연결되는 캡이 제공되어 있다. 일 실시예에 따른 이 캡은 개방 캡의 형태를 취할 수 있고, 이 캡은 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 외측 단부를 밀봉하지는 않는다. 반면에, 다른 실시예에 따르면, 이 캡은 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 내측 단부에 위치된 전술한 한 쌍의 이격된 코너 플랜지와는 상이한 한 쌍의 코너 플랜지 및 한 쌍의 이격된 단부 스트랩을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체는 단부 플레이트들을 포함하지 않는다. 이 때문에, 이러한 단부 플레이트들은 일반적으로 그 지지부를 제공하는 수단으로서 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓에 포함되어 왔다. 그러나, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체로부터 유도될 수 있는 장점에 기인하여, 이러한 단부 플레이트들의 사용이 요구되지 않는다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체에 구현된 I형 분할기 플레이트는 중간 부품에 연결되는 제 1 단부 부품을 포함하고, 상기 중간 부품은 이어서 제 2 단부 부품에 연결된다. 제 1 단부 부품, 중간 부품 및 제 2 단부 부품은 동일한 폭을 갖고, 중간 부품이 제 1 단부 부품 및 제 2 단부 부품 모두에 대해 수직으로 연장하도록 제 1 단부 부품 및 제 2 단부 부품에 대해 적합하게 위치되도록 서로에 대해 적합하게 배열된다. 본 발명의 이 양태의 부가의 수정에 따르면, 제 1 및 제 2 단부 부품의 각각은 적합하게 배열된 리프팅 슬롯들(lifting slots)을 구비한다. 이들 리프팅 슬롯들은 대칭이기 때문에, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 측면 또는 제 2 측면은 열전달 요소 바스켓 조립체의 상부로서 배향될 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체는 따라서 가역적이다. 이를 더 참조하면, 전술된 I형 분할기 플레이트는 4개의 연장부들 각각의 단부에, 즉 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 제 1 연장부 및 제 2 연장부, 뿐만 아니라 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 제 1 연장부 및 제 2 연장부에 연결 가능하도록 설계된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 측면 및 제 2 측면은 그 내부에 위치된 열전달 요소 플레이트들을 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 유지하기 위해 작동하도록 설계된 적어도 하나의 보유 바아를 각각 적합하게 구비한다.
본 발명의 더 완전한 이해를 용이하게 하기 위해, 이제 첨부 도면을 참조한다. 이들 도면은 본 발명을 한정하는 것으로서 해석되어서는 안되고, 단지 예시적인 것으로만 의도된 것이다.
도 1은 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 사시도.
도 2a는 도 1의 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 대안적인 단면도.
도 2b는 도 1의 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 2 대안적인 단면도.
도 3은 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체가 이용될 수 있는 회전형 재생 열교환기의 사시도.
도 4는 도 3의 회전형 재생 열교환기의 평면도.
도 5는 본 발명의 특정 양태에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 1 도면.
도 6a는 본 발명의 특정 양태에 따라 구성된 도 5의 열전달 요소 바스켓 조립체의 측면 스트랩의 제 1 도면.
도 6b는 본 발명의 특정 양태에 따라 구성된 도 5의 열전달 요소 바스켓 조립체의 측면 스트랩의 제 2 도면.
도 7은 본 발명의 특정 양태에 따라 구성된 도 5의 열전달 요소 바스켓 조립체의 분할기 플레이트를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 특정 양태에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체의 제 2 도면.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체가 이용될 수 있는 회전형 재생 열교환기(300)가 도시되어 있다. 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체는 또한 열전달 요소 바스켓 프레임을 구성하는 것으로 간주될 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 회전형 재생 열교환기(300)는 하우징(310)을 포함하고, 이 하우징의 내부에는 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체가 적합하게 지지되도록 설계되어 있는 회전자(312)가 수용되어 있다. 회전자(312)는 도 3을 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 반경방향 연장 다이어프램(315)들에 의해 회전자 포스트(rotor post)(316)에 적합하게 연결된 원통형 쉘(shell)(314)의 형태이다. 고온 유체가 덕트(318)를 통해 하우징(310)에 진입하도록 이루어지고, 반면에 가열될 유체는 덕트(322)를 통해 그 대향 단부로부터 하우징(310)에 진입하도록 이루어진다.
회전자(312)는 도시의 명료함을 유지하기 위해 도면에는 도시되어 있지 않은 이러한 목적을 위해 사용하기에 적합한 통상의 기어장치(gearing)를 통해 회전자 포스트(316)에 적합하게 연결된 모터에 의해 당 기술 분야의 숙련자들에게 공지된 방식으로 그 축 둘레에서 회전하게 된다. 회전자(312)가 회전할 때, 이를 위해 회전자(312) 내에 적합하게 배치된 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 지지된 열전달 요소 플레이트들이 먼저 이동하여 덕트(318)를 통해 하우징(310)에 진입하는 고온 유체와 접촉하며 이에 의해 고온 유체로부터 열을 흡수하고 이어서 덕트(322)를 통해 하우징(310)에 진입하는 가열될 유체와 접촉하게 된다. 고온 유체가 열전달 요소 플레이트들 상에서 유동하게 될 때, 이들 열전달 요소 플레이트들은 고온 유체로부터 열을 흡수한다. 다음에, 가열될 유체가 이어서 이들 열전달 요소 플레이트들 상에서 유동하게 될 때, 가열될 유체는 열전달 요소 플레이트들이 접촉할 때 고온 유체로부터 흡수하였던 열을 열전달 요소 플레이트들로부터 흡수한다.
회전자(312) 내에 적합하게 제공되도록 설계된 열교환 재료는 양호하게는 본 발명에 따라 주름부(corrugation) 또는 파형부(undulation)를 구비한 금속 열전달 요소 플레이트들의 적층된 어레이로 구성되어, 이들 금속 열전달 요소 플레이트들이 이러한 적층된 어레이 내에서 서로 접촉 관계로 배치될 때 이에 의해 일련의 내부 통로가 금속 열전달 요소 플레이트들 사이에 형성되어 이 통로들을 통해 고온 유체 및 냉각 유체가 유동할 수 있게 된다. 그러나, 원한다면, 금속 이외의 재료로 제조되거나 주름부 또는 파형부 이외의 패턴을 구현하는 다른 유형의 열전달 요소 플레이트들이 본 발명의 본질로부터 벗어나지 않고 동등하게 이용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 열전달 요소 플레이트들은 바람직하게는 본질적으로 사다리꼴 형상의 열전달 요소 바스켓 조립체에서 적합하게 지지된다.
도면에서 도시의 명료함을 유지하기 위해 열전달 요소 플레이트들의 적층된 어레이가 도시되어 있지 않은 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)는 도면 부호 530으로 나타낸 분할기 플레이트의 형태의 개량된 보강 부재를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 바람직하게는 I형인 분할기 플레이트(530)가 이하에 더 상세히 설명될 것이다. 열전달 요소 바스켓 조립체(500)는, 도 5를 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 2개의 동일하게 성형된 단일 부품 측면 스트랩들(520a, 520b), 2개의 동일하게 성형된 내측 코너 플랜지들(528a, 528b), 각각 동일한 도면 부호 524로 나타낸 4개의 보유 바아들, 및 캡이라고 칭할 수 있는 외측 커버를 또한 포함한다. 외측 커버는 본 발명의 본질로부터 벗어나지 않고 선택할 수 있는 바와 같이, 개방된, 즉 노출된 프레임이거나 또는 폐쇄될 수도 있다. 이를 더 참조하면, 외측 커버는 적어도 2개의 동일하게 성형된 외측 코너 플랜지들(522a, 522b) 및 2개의 동일하게 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b)로 구성된다. 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 내측 단부는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 더 좁은 내측 단부를 구현하고, 따라서 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 회전자(312) 내에 적합하게 장착될 때 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 상기 더 좁은 내측 단부가 회전자 포스트(316)에 가장 근접하게 대면 관계로 놓이게 된다. 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 내측 단부보다 넓은 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 외측 단부는, 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 회전자(312) 내에 적합하게 장착될 때 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 내측 단부에 대향하도록 적합하게 위치된다. 이제 명백해지는 바와 같이, 열전달 요소 바스켓 조립체(500)는, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 어떠한 단부 플레이트들도 구비하지 않는다는 점에서 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체와는 상이하다. 도 5를 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 본 발명에 따른 열전달 요소 바스켓 조립체(500)는 바람직하게는 사다리꼴 형상이고, 모두 개방되어 있는 면들을 구비한다.
I형 분할기 플레이트(530)는, 도 7을 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 그 제조시에 생성되는 폐기물의 양의 감소를 실현할 수 있게 하기 위해 각각 동일한 폭이 되게 선택되는 3개의 금속 코일의 부품(710a, 710b, 710c)으로 구성된다. 이 때문에, 즉 금속 코일의 부품들(710a, 710b, 710c) 각각은 따라서 소정 길이로 절단되기만 하면 되고, 이와 같이 폭을 다듬질할 필요가 없다. 그 설명을 계속하면, 부품(710b)은 바람직하게는 완전 용입 맞대기 용접(complete penetration butt weld)에 의해 부품들(710a, 710c) 각각에 고정되지만, 원한다면 부품들(710a, 710c) 각각에 부품(710b)의 고정을 함께 실행하기에 적합한 다른 수단이 본 발명의 본질로부터 벗어나지 않고 이러한 용도에 이용될 수 있다. 따라서, 이제 도 7을 참조하여 명백해지는 바와 같이, 본 발명에 따른 분할기 플레이트(530)는 전술된 바와 같이 실질적으로 I형 구성이다.
이를 더 참조하면, 단부 부품들(710a, 710c)은 도 7을 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 각각 그 내부에 형성된 슬롯(720)들을 갖는다. 슬롯(720)들은 리프팅 후크들이 그 내부에 수용되는 것을 가능하게 하여, 이에 의해 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 가역성이 있게 하고, 즉 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 단부 부품(710a)에 이러한 용도로 제공되어 있는 슬롯(720)들과 리프팅 후크들과의 결합을 통해 단부 부품(710a)으로부터, 또는 이러한 용도로 제공되어 있는 슬롯(720)들과 리프팅 후크들과의 결합을 통해 단부 부품(710c)으로부터 리프팅될 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따르면, 슬롯(720)들은 천공에 의해 형성되지만, 원한다면 슬롯(720)들은 본 발명의 본질로부터 벗어나지 않고 이러한 목적을 위해 적합한 임의의 다른 수단에 의해 형성될 수도 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 분할기 플레이트(530)의 디자인은 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 구조적 완전성의 어떠한 부수적인 손실도 없이 그 재료 중량의 감소가 실현될 수 있게 한다. 이는 이어서 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 조립을 성취하기 위해 요구되는 시간의 감소 뿐만 아니라 재료의 감소를 가능하게 하고 또한 분할기 플레이트(530)를 취급하는 능력을 촉진한다. 분할기 플레이트(530)의 디자인에 의해 얻어지는 가역성은 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 적합하게 지지된 열전달 요소 플레이트들의 최대 수명 범위가 그 결과로서 실현될 수 있게 한다. 또한, 분할기 플레이트(530)의 양 단부 부품들(710a, 710c)에 적합하게 형성된 리프팅 슬롯(720)들을 제공함으로써, 열전달 요소 바스켓 조립체(500)는, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 발명의 명칭이 "열전달 요소 바스켓을 리프팅하기 위한 수단(Means For Lifting Heat Transfer Element Baskets)"이고 본 발명의 양수인에게 양도된 본 명세서에 전체적으로 참조로서 포함되어 있는 피에르(Fierle)의 미국 특허 제 5,713,411호에 설명되고 도시된 방법을 사용함으로써 이용되도록 설계되는 회전형 재생 열교환기로부터 리프팅될 수 있게 한다.
본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 구조 방법에 따르면, 외부 커버의 모든 4개의 부품, 즉 외측 코너 플랜지들(522a, 522b) 및 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b)과 분할기 플레이트(530)의 3개의 부품이 제조되어 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 최종적으로 조립되기 전에 조립된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외측 커버의 용접 및 분할기 플레이트(530)의 용접은 바람직하게는 자동 플럭스 코어드 아크(flux cored arc)를 사용하여 성취된다. 도 5를 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 분할기 플레이트(530)는 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 중간에 위치되도록 설계되어, 열전달 요소 플레이트의 제 1 부분은 분할기 플레이트(530)와 외측 커버 사이에 놓이도록 위치되고 열전달 요소 플레이트의 제 2 부분은 분할기 플레이트(530)와 2개의 동일하게 성형된 내측 코너 플랜지들(528a, 528b) 사이에 놓이도록 위치되게 된다.
도 6a 및 도 6b의 각각에는 단일 부품 측면 스트랩(520)이 도시되어 있다. 더 구체적으로는, 도 6a에는 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내로의 일체화(integration)를 가능하게 하는데 필요한 정도로 만곡되어 있는 측면 스트랩(520)이 도시되어 있고, 도 6b에는 측면 스트랩(520)의 만곡되지 않은 버전이 도시되어 있다. 단일 부품 측면 스트랩(520)들 각각은, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 가장 양호하게 이해되는 바와 같이, 단일 부품 측면 스트랩(520)들의 각자의 연장부(630, 635) 사이에 위치되도록 단일 부품 측면 스트랩(520)의 중심부(625)의 길이를 따라 적합하게 형성된 노치(620)를 포함한다. 노치(620)는, 본 발명에 따르면 바람직하게는 단일 부품 측면 스트랩(520)이 제조되는 재료를 천공함으로써 형성된다. 단일 부품 측면 스트랩(520)이 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 설치될 때, 노치(620)가 그 내부에 형성되어 있는 중심부(625)는 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 내측 단부를 가로질러 적합하게 위치되어, 단일 부품 측면 스트랩(520)의 연장부(630, 635)의 각각이 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 길이, 즉 측면을 따라 놓이고 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 외측 단부까지 연장되게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연장부들(630, 635)은 바람직하게는 각각 내향으로 절첩되어 이에 의해 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 설치된 열전달 요소 플레이트들을 위한 지지부를 제공하는 작용을 하게 설계된 내향 플랜지를 형성하여, 이들 열전달 요소 플레이트들이 열전달 요소 바스켓 조립체(500)로부터 낙하하는 것이 방지되게 한다.
단일 부품 성형된 측면 스트랩들(520a, 520b)의 사용은 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 조립을 위해 요구되는 시간의 감소를 실현할 수 있게 한다. 더 구체적으로, 고유하게 성형된 노치(620)를 제공하는 것은 전술한 바와 같이 단일 부품 측면 스트랩(520)이 만곡되어 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 형상과 합치하게 하면서, 동시에 중심부(625)가 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 설치된 열전달 요소 플레이트들을 지나 연장하여 이에 의해 보유 바아(524)들이 용접될 수 있는 위치들을 제공한다. 각각의 이러한 보유 바아(524)는 측면 스트랩(520)의 중심부(625)에 접하도록 설계되어, 이에 의해 이러한 중심부(625)에 수직으로 연장하고 이러한 보유 바아(524)가 중심부에 완전하게 용접될 수 있게 된다. 측면 스트랩들(520a, 520b)은 서로 동일하기 때문에, 이는 보유 바아(524)들이 서로 평행하게 유지되게 하고, 보유 바아(524)들이 보유 바아(524)들과 측면 스트랩들(520a, 520b) 중 하나의 내향 연장 플랜지 사이의 어떠한 간섭 없이 측면 스트랩들에 완전하게 용접되게 하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 조립된 후에, 보유 바아(524)들은 단일 부품 측면 스트랩(520)들의 연장부들(630, 635)의 내향 연장 플레이트 지지 플랜지들과 동일한 높이에 위치된다. 단일 부품 측면 스트랩(520)들의 연장부들(630, 635)은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 종래 기술에 이용되고 있는 측면 스트랩들의 폭보다 좁은 폭이 되도록 제조된다. 이에 의해, 그로부터 유도되는 장점은 열전달 요소 플레이트들 사이로 유동하는 것이 차단되는 유체의 양이 감소되고, 이러한 유체의 차단은 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체를 불리하게 특징화하는 역할을 한다. 게다가, 이에 의해 또한 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체의 중량과 비교하여 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 중량이 감소될 수 있게 하면서, 동시에 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 효용성이 그 정면 요소 영역이 증가함에 따라 증가될 수 있게 한다. 더욱이, 노치(620)는 단일 부품 측면 스트랩(520)들이 제조되는 재료를 천공함으로써 형성될 수 있기 때문에, 제조 중에 어떠한 폐기물도 생성하지 않고 이들 단일 부품 측면 스트랩(520)들을 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 외측 커버의 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b) 각각은 측면 스트랩들(520a, 520b) 중 각각의 스트랩의 2개의 단부에 용접되도록 의도된다. 이를 더 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b)은 바람직하게는 단일 부품 측면 스트랩들(520a, 520b)이 제조되는 것과 동일한 두께 및 폭을 갖는 재료의 코일로 제조된다. 바람직하게는, 그럼에도 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b)이 각각의 측면 스트랩(520a, 520b)의 각각의 중심부(625)의 길이보다 긴 길이를 구현한다. 이는 이어서 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 사다리꼴 형상이 되게 한다. 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b) 및 단일 부품 측면 스트랩들(520a, 520b) 모두를 제조하기 위한 동일한 두께 및 폭을 갖는 재료의 코일을 사용하는 것으로부터 유도되는 부가의 장점은 재료의 변화를 실행하기 위한 필요성이 제거된다는 사실에 의해 그리고 제조 프로세스가 실질적으로 반복적인 프로세스가 된다는 사실에 의해 더 효율적인 제조 프로세스를 실현하는 것을 가능하게 한다는 것이다. 그 설명을 계속하면, 또한 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b)이 보유 바아(524)들에 용접되어, 본 명세서에서 이미 설명된 측면 스트랩들(520a, 520b)의 것과 유사한 방식으로, 보유 바아(524)들이 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b) 각각의 스트랩에 평행하게 연장하고 이에 접하도록 제조된다. 이 점에 부가하여, 따라서 각각의 이러한 보유 바아(524)와 노치 형성된 단부 스트랩들(526a, 526b) 중 각각의 이러한 스트랩 사이에 완전한 용접부를 성취하는 것이 가능하다. 더욱이, 이 용접부는 열전달 요소 플레이트들을 높이에 맞게 위치설정하는 것을 간섭하지 않는다.
외측 코너 플랜지들(522a, 522b)은 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 총 중량을 상당히 증가시키지 않고 고도의 강도뿐만 아니라 비틀림 강성 코너 지지부를 제공하는 작용을 하게 설계된다. 유사하게, 내측 코너 플랜지들(528a, 528b)도 마찬가지로 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 총 중량을 상당히 증가시키지 않고 고도의 강도뿐만 아니라 비틀림 강성 코너 지지부를 제공하는 작용을 하게 설계된다. 외측 코너 플랜지들(522a, 522b) 및 내측 코너 플랜지들(528a, 528b)을 모두 대칭이 되게 함으로써, 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 코너의 각각의 측면이 동등하게 지지된다. 계속해서, 내측 코너 플랜지들(522a, 522b)이 측면 스트랩들(520a, 520b)의 두께와 동일한 두께가 되도록 구성된다는 사실을 여기서 주목해야 한다. 이는 내측 코너 플랜지들(522a, 522b)이 바람직하게는 열전달 요소 플레이트들이 점유해야 하는 그 내부의 임의의 공간을 희생하지 않고 전체 열전달 요소 바스켓 조립체(500) 내에 합체될 수 있게 한다. 그 결과, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 효용성의 최대화가 그로부터 실현되는 것이 가능하다.
본 명세서에서 이미 간략하게 참조한 방식으로, 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 각각의 내측 코너에는, 2개의 단일 부품 측면 스트랩(520a, 520b)의 각각에 적합하게 연결된 내측 코너 플랜지들(528a, 528b)이 제공되어 있다. 이를 더 참조하면, 내측 코너 플랜지들(528a, 528b)은 외측 코너 플랜지들(522a, 522b)과 마찬가지로 서로 대칭이 되도록 설계된다.
당 기술 분야의 숙련자에게 즉시 명백해질 수 있는 바와 같이, 단일 부품 성형된 측면 스트랩(520)의 이용뿐만 아니라 분할기 플레이트(530)의 향상된 디자인을 포함하는 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 개량된 디자인은 본 발명의 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 조립을 실행하는데 요구되는 시간을 상당히 감소시킬 수 있게 한다. 또한, 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체에 통상적으로 이용되고 있는 중실형 단부 플레이트들을 제거함으로써 또한 측면 스트랩(520)들의 크기 및 분할기 플레이트(530)의 크기를 감소시킴으로써, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)에 대한 총 재료 비용이 종래 기술의 형태의 열전달 요소 바스켓 조립체를 제공하기 위해 요구되는 재료 비용에 비교할 때 상당히 감소된다.
도 8에서, 열전달 요소 플레이트(850)들이 그 내부에 적합하게 지지되어 있는 열전달 요소 바스켓 조립체(500)가 도시된다. 이 때문에, 도 8은 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 외측 단부로부터 그 내측 단부로 본 도면이다. 도 8에는, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 외측 단부에서, 2개의 외측 코너 플랜지(522a, 522b), 2개의 노치 형성된 단부 스트랩(526a, 526b) 및 각각 동일한 도면 부호 825에 의해 식별되어 있는 단일 부품 측면 스트랩 연장부들 각각의 단부가 도시되어 있다. 도 8의 배향에 따르면, 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 단일 부품 측면 스트랩(520b)은 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 상부에 위치되어 있는 것으로서 도시되어 있고, 반면 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 단일 부품 측면 스트랩(520a)은 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 하부에 위치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이미 본 명세서에 설명된 본 발명에 따라 구성된 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 가역성에 기인하여, 단일 부품 측면 스트랩(520b)은 마찬가지로 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 하부에 있도록 위치될 수 있고, 단일 부품 측면 스트랩(520a)은 마찬가지로 본 발명의 본질로부터 벗어나지 않고 열전달 요소 바스켓 조립체(500)의 상부에 있도록 위치될 수 있다. 도 8을 더 참조하면, 각각 동일한 도면 부호 524로 식별되어 있는 2개의 보유 바아가 측면 스트랩(520b)의 중심부(625)와 접촉 관계가 되도록 위치되어 있는 것이 도시되어 있다. 또한 도 8에는 내측 성형 플랜지 앵글(528) 및 분할기 플레이트(530)가 또한 도시되어 있는 것이 발견된다.
본 발명은 본 명세서에 설명된 특정 실시예에 의해 범주가 한정되는 것은 아니다. 실제로, 본 명세서에 설명되어 있는 것들에 부가하여 본 발명의 다양한 수정이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 따라서, 이러한 수정은 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (19)

  1. 복수의 열전달 요소 플레이트를 그 내부에 지지 관계로 수용하기 위해 내측 단부, 상기 내측 단부에 대향하여 배치되도록 위치된 외측 단부, 유체가 유동할 수 있는 제 1 측면, 상기 제 1 측면에 대향하여 배치되도록 위치되고 유체가 유동할 수 있는 제 2 측면, 제 3 측면, 및 상기 제 3 측면에 대향하여 배치되도록 위치된 제 4 측면을 갖는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체로서,
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부를 따라 배치된 중심부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 3 측면을 따라 배치되고 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 제 1 연장부, 및 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 4 측면을 따라 배치되고 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 제 2 연장부를 구비하는 제 1 단일 부품 측면 스트랩;
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부를 따라 배치된 중심부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 3 측면을 따라 배치되고 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 제 1 연장부, 및 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 4 측면을 따라 배치되고 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 제 2 연장부를 구비하는 제 2 단일 부품 측면 스트랩;
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부에서 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩을 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩에 연결하는 한 쌍의 이격된 코너 플랜지; 및
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치된 상기 복수의 열전달 요소 플레이트 내에 배치되어 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩과 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩을 서로 상호 연결하는 I형 분할기 플레이트를 포함하는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 단부 플레이트들을 포함하지 않는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는 회전형 재생 열교환기인 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부는 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 외측 단부보다 좁은, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 I형 분할기 플레이트는 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면에 인접하여 배치된 제 1 단부 부품, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면에 인접하여 배치된 제 2 단부 부품, 및 상기 I형 분할기 플레이트의 상기 제 1 단부 부품과 상기 I형 분할기 플레이트의 상기 제 2 단부 부품을 연결하는 중간 부품을 포함하고, 상기 제 1 단부 부품 및 상기 제 2 단부 부품은 동일한 폭을 갖는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 I형 분할기 플레이트의 상기 제 1 단부 부품 및 상기 I형 분할기 플레이트의 상기 제 2 단부 부품은 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 위치설정의 역전을 함께 실행하는데 사용하기 위해 내부에 2개의 위치에 형성된 리프팅 슬롯들을 각각 갖는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 I형 분할기 플레이트는 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부, 및 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부를 상호 연결하는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면을 따라 배치된 적어도 하나의 보유 바아; 및
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면을 따라 배치된 적어도 하나의 보유 바아를 추가로 포함하는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 외측 단부에 배치되어 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부, 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부, 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부 및 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부의 각각의 단부를 상호 연결하는 캡을 추가로 포함하는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 캡은 개방 캡인, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 한 쌍의 이격된 코너 플랜지는 제 1 쌍의 이격된 코너 플랜지를 포함하고,
    상기 캡은 한 쌍의 이격된 단부 스트랩 및 제 2 쌍의 이격된 코너 플랜지를 포함하는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  12. 복수의 열전달 요소 플레이트를 그 내부에 지지 관계로 수용하기 위해 내측 단부, 상기 내측 단부에 대향하여 배치되도록 위치된 외측 단부, 유체가 유동할 수 있는 제 1 측면, 상기 제 1 측면에 대향하여 배치되도록 위치되고 유체가 유동할 수 있는 제 2 측면, 제 3 측면, 및 상기 제 3 측면에 대향하여 배치되도록 위치된 제 4 측면을 갖는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체로서,
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 3 측면, 상기 내측 단부 및 상기 제 4 측면을 따라 위치되도록 각각 배치된 한 쌍의 이격된 단일 부품 측면 스트랩;
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부에 위치되도록 배치되어 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 한 쌍의 단일 부품 측면 스트랩을 연결하는 한 쌍의 이격된 코너 플랜지; 및
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면에 인접하여 배치되도록 위치된 제 1 단부 부품, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면에 인접하여 배치되도록 위치된 제 2 단부 부품, 및 상기 제 1 단부 부품과 상기 제 2 단부 부품을 연결하는 중간 부품을 갖는 I형 분할기 플레이트로서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치된 상기 복수의 열전달 요소 플레이트 내에 배치되어 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 한 쌍의 단일 부품 측면 스트랩을 상호 연결하는 상기 I형 분할기 플레이트를 포함하는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 한 쌍의 이격된 단일 부품 측면 스트랩은 제 1 단일 부품 측면 스트랩 및 제 2 단일 부품 측면 스트랩을 포함하고;
    상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩은 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부를 따라 배치된 중심부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 3 측면을 따라 배치된 제 1 연장부로서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면 상으로 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 상기 제 1 연장부, 및 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 4 측면을 따라 배치된 제 2 연장부로서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 상기 제 2 연장부를 구비하고,
    상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩은 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 내측 단부를 따라 배치된 중심부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 3 측면을 따라 배치된 제 1 연장부로서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 상기 제 1 연장부, 및 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 4 측면을 따라 배치된 제 2 연장부로서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면 상에서 내향으로 연장하여 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체 내에 설치될 때 상기 복수의 열전달 요소 플레이트를 보유하도록 작동하는 플랜지를 갖는 상기 제 2 연장부를 구비하는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 I형 분할기 플레이트는 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부, 및 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부를 상호 연결하는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 외측 단부에 배치되어 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부, 상기 제 1 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부, 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 1 연장부 및 상기 제 2 단일 부품 측면 스트랩의 상기 제 2 연장부의 각각의 단부를 상호 연결하는 캡을 추가로 포함하는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 한 쌍의 이격된 코너 플랜지는 제 1 쌍의 이격된 코너 플랜지를 포함하고,
    상기 캡은 한 쌍의 이격된 단부 스트랩 및 제 2 쌍의 이격된 코너 플랜지를 포함하는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 I형 분할기 플레이트의 상기 제 1 단부 부품 및 상기 I형 분할기 플레이트의 상기 제 2 단부 부품은 상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 위치설정의 역전을 함께 실행하는데 사용하기 위해 내부에 2개의 위치에 형성된 리프팅 슬롯들을 각각 갖는, 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 1 측면을 따라 배치된 적어도 하나의 보유 바아; 및
    상기 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체의 상기 제 2 측면을 따라 배치된 적어도 하나의 보유 바아를 추가로 포함하는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
  19. 제 12 항에 있어서, 단부 플레이트들을 포함하지 않는 열교환기 열전달 요소 바스켓 조립체.
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