KR101151655B1 - 열교환기 - Google Patents

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KR101151655B1
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것이다. 특히, 유체의 순환 경로 상에 다공성 부재를 구비하여 열교환 효율을 향상시키고, 내부 오염을 방지할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기는 제1유체의 순환 경로가 형성되는 제1관과, 상기 제1유체와 열교환되는 제2유체의 순환 경로가 형성되는 제2관과, 상기 제1유체의 순환 경로 및 상기 제2유체의 순환 경로 중 적어도 어느 하나의 순환 경로 상에 구비되는 다공성 부재를 포함하며, 상기 다공성 부재는, 적어도 하나 이상 구비되어 수납 부재에 내장되고, 상기 제1관 또는 상기 제2관의 연장 방향을 향하는 상기 수납 부재의 양측면에는 상기 제1유체 또는 상기 제2유체가 상기 다공성 부재가 내장되는 공간을 통과하도록 복수 개의 연통홀이 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 상기 제2관이 적어도 하나 이상 구비되어 상기 제1관의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 상기 다공성 부재는 다공성 부재는 적어도 하나 이상의 수납 부재에 내장되며, 발포 알루미늄 재질로 형성되어 유체(설치 위치에 따라 제1유체 또는 제2유체)의 순환에 따라 상기 수납 부재 상에서 부상(浮上)된다.

Description

열교환기{Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것이다. 특히, 유체의 순환 경로 상에 다공성 부재를 구비하여 열교환 효율을 향상시키고, 내부 오염을 감소시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로, 열교환기(heat exchanger)에서 순환되는 유체에 유기 분자들을 결합시킬 수 있는 불순물이 함유되면, 유체가 열교환되는 과정에서 온도가 상승하면서 화학 반응이 급격하게 진행되어 열교환기의 내부를 오염시킨다. 이러한 열교환기의 내부 오염은 유체의 열교환 효율을 저하시키고, 열교환기의 에너지 소비를 증가시킨다.
도 1은 코크스가스 정제 공정에서 사용되는 종래 열교환기의 개략도로서, 코크스가스 중의 조경유를 회수하는 공정에서 조경유를 흡수하는 매체인 흡수유(A, B) 사이의 열교환용으로 사용된다. 조경유를 흡수한 저온의 제1흡수유(A)가 열교환기의 외관(1)으로 투입되고, 증류탑(미도시)에서 나온 고온의 제2흡수유(B)가 열교환기의 내관(2)으로 투입되면 제1흡수유(A)와 제2흡수유(B) 사이에서 열교환이 일어난다. 이러한 열교환으로 인해 제1흡수유(A)는 온도가 상승되고, 증류 방식으로 조경유를 분리시키기 위해 증류탑으로 제공된다. 또한, 온도가 낮아진 제2흡수유(B)는 조경유를 흡수하기 위한 매체로 재사용된다.
위와 같은 열교환 과정에서, 외관(1)으로 투입된 제1흡수유(A)에는 조경유를 흡수할 때 함께 흡수된 불순물이 존재하고, 이 불순물은 제1흡수유(A)의 온도가 상승할 때 제1흡수유(A) 등을 고분자화시킨다. 즉, 열교환기의 내관(2) 외벽 등에서 제1흡수유(A)를 고분자화시켜 열교환기의 내부를 오염시킨다.
종래에는 열교환기의 내부에 누적, 부착, 고착되는 고분자 물질(oil sludge)을 제거하기 위하여 열교환기에 구비되는 흡수유(A, B)의 투입구를 닫아 흡수유(A, B)의 투입을 차단한 후, 펌프(3) 등을 작동시켜 세정 탱크(4)에 저장된 세정용 조경유(C)를 열교환기의 내부로 투입하여 오염 물질을 제거하였다.
그런데, 종래에는 열교환기의 내부에 고분자 물질의 고착 등을 사전에 방지하기 위한 수단이 구비되지 못하였다. 즉, 세정용 조경유(C)를 열교환기의 내부에 투입시키고, 세정용 조경유(C)에 이미 발생된 고분자 물질이 용해되도록 하여 내부 오염을 제거하였다. 따라서, 종래에는 열교환기의 내부 오염을 제거하기 위한 세정 시간이 장시간 소요되었다. 이로 인해, 열교환기의 가동 중지 시간이 증가되어 코크스가스 정제 공정의 처리 효율이 낮아지고, 코크스 제조 공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 열교환기를 제공한다.
본 발명은 유체의 순환 경로 상에 다공성 부재를 구비하여 유체의 열교환 효율을 향상시키고, 유체에 포함되는 이물질에 의한 내부 오염을 방지할 수 있는 열교환기를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기는 제1유체의 순환 경로가 형성되는 제1관과, 상기 제1유체와 열교환되는 제2유체의 순환 경로가 형성되는 제2관과, 상기 제1유체의 순환 경로 및 상기 제2유체의 순환 경로 중 적어도 어느 하나의 순환 경로 상에 구비되는 다공성 부재를 포함하며, 상기 다공성 부재는, 적어도 하나 이상 구비되어 수납 부재에 내장되고, 상기 제1관 또는 상기 제2관의 연장 방향을 향하는 상기 수납 부재의 양측면에는 상기 제1유체 또는 상기 제2유체가 상기 다공성 부재가 내장되는 공간을 통과하도록 복수 개의 연통홀이 형성된다. 그리고 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 상기 제2관이 적어도 하나 이상 구비되어 상기 제1관의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 상기 다공성 부재는 다공성 부재는 적어도 하나 이상의 수납 부재에 내장되며, 발포 알루미늄 재질로 형성되어 유체(설치 위치에 따라 제1유체 또는 제2유체)의 순환에 따라 상기 수납 부재 상에서 부상(浮上)된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기에 의하면 유체의 순환 경로 상에 유체의 순환을 방해하는 다공성 부재가 구비되는 영역을 형성하여 유체의 순환 경로를 확장시킬 수 있다. 따라서, 유체의 열교환 시간이 늘어나 유체의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 유체의 순환 경로 상에 유체에 부상(浮上)되는 다공성 부재를 구비하여 유체에 포함되는 이물질이나 유체의 온도 변화에 의해 발생되는 고분자 물질 등이 순환 경로를 형성하는 관의 내부에 부착, 고착되는 것을 감소시킬 수 있다. 즉, 열교환기의 내부 오염을 감소시킬 수 있다.
따라서, 코크스가스의 정제 처리 효율을 높여 코크스 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 열교환기의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 열교환기의 내부 구성도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다공성 부재의 수납 형태를 도시한 도면.
도 6은 도 2에 도시된 열교환기의 수직 단면도.
도 7은 도 2에 도시된 맨홀 덮개 부위의 수직 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 열교환기의 내부 구성도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다공성 부재의 수납 형태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 2에 도시된 열교환기의 수직 단면도이며, 도 7은 도 2에 도시된 맨홀 덮개 부위의 수직 단면도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기는 제1유체(A)의 순환 경로가 형성되는 제1관(200)과, 제1유체(A)와 열교환되는 제2유체(B)의 순환 경로를 형성하는 제2관(300)과, 제1유체(A)의 순환 경로 및 제2유체(B)의 순환 경로 중 적어도 어느 하나의 순환 경로 상에 구비되는 다공성 부재(400)를 포함한다. 여기서, 다공성 부재(400)는 열교환 매체인 유체의 온도 상승으로 발생되는 고분자 물질의 내부 오염을 방지하기 위해 제1유체(A) 또는 제2유체(B) 중에서 열교환에 의해 온도가 상승되는 유체의 순환 경로 상에 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기의 일실시예로서 제2관(300)이 적어도 하나 이상 구비되어 제1관(200)의 내부에 삽입된 형태로서 코크스가스 정제 공정에 적용될 수 있는 열교환기(100)를 중심으로 설명한다. (여기서, 제1유체(A)는 조경유가 혼합된 저온(60℃～65℃)의 제1흡수유, 제2유체(B)는 고온(160℃～170℃)의 제2흡수유를 의미한다.) 미도시되었지만, 본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기는 제1관(200)의 외주면과 제2관(300)의 외주면이 면접촉된 상태에서 열교환이 일어나는 형태의 열교환기를 포함하며, 다공성 부재는 열교환 과정에서 제1관(200) 또는 제2관(300) 중 열을 받는 관 내에 구비된다.
본 발명의 일실시예에 따른 열교환기(100)는 열교환 공간을 제공하는 제1관(200)과, 제1관(200)의 연장 방향 또는 길이 방향(x방향)을 따라 제1관(200)의 내부를 복수 개로 분할하여 제1유체(A)의 순환 경로를 형성하는 분할 부재(500)와, 제1관(200)의 연장 방향(x방향)을 따라 제1관(200)의 내부로 삽입되어 제1유체(A)와 열교환되는 제2유체(B)의 순환 경로를 형성하는 적어도 하나 이상의 제2관(300)과, 제1관(200)의 양단부를 밀폐시키고 제2관(300)의 양단부가 지지되는 덮개 유닛(600)을 포함한다.
외관을 형성하는 제1관(200)은 양단부가 개방되는 관형 부재로서 일자 형상("?"형상)으로 이루어진다. 제1관(200)의 내부에서 서로 다른 온도를 갖는 유체(A, B)가 각기 다른 순환 경로를 통해 순환되고, 온도 차이에 의해 열교환이 일어난다. 제1관(200)의 내주면은 휘발성 유기화합물(예를 들어, 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene)) 등의 불순물이 함유된 제1유체(A)와 접하기 때문에 제1관(200)은 화학 반응성이 작은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 제1관(200)의 양단부에는 덮개 유닛(600)과의 결합을 용이하게 하도록 가장자리를 따라 플랜지(flange; 210)가 돌출 형성된다.
제1관(200)의 일단부 측에는 외주면 양측에서 제1유체 투입관(201) 및 제1유체 배출관(202)이 마주보도록 연결되고, 외주면 하측에는 세정 작업시 제1유체(A)를 제1관(200)에서 빼낼 때 사용되는 제1유체 드레인관(미도시)이 연결된다. 또한, 제1유체 배출관(202) 및 제1유체 투입관(201)에는 제1관(200)의 세정 작업시 사용되는 제1세정용 유체를 투입 및 배출시키기 위한 제1세정용 유체 투입관(203)과 제1세정용 유체 배출관(204)이 각각 분기되어 형성된다. 또한, 제1유체 배출관(202)에는 세정 작업시 제1유체(A)를 빼내기 위해 제1관(200)의 내부에 공기를 분사하는 제1공기 분사관(미도시)이 분기되어 형성된다. (여기서, 각각의 관(201 내지 204)에는 투입 또는 배출을 조절할 수 있는 밸브 수단이 각각 구비된다.)
한편, 제1관(200)의 외주면에는 작업자가 직접 제1관(200)의 내부를 검사할 수 있도록 제1관(200)의 내부와 연통되는 한 쌍의 맨홀구(220)가 돌출 형성되고, 한 쌍의 맨홀구(220)에는 개폐가 가능한 맨홀 덮개(230)가 결합된다. 맨홀구(220)의 개구 가장자리 및 이와 대향되는 맨홀 덮개(230)의 가장자리에는 플랜지가 형성되어 나사(250) 등의 체결 수단을 사용하여 간편하게 개폐시킬 수 있다. 따라서, 열교환기(100) 내부의 오염 정도를 확인하기 위한 작업자의 육안 검사 등을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 맨홀구(220)와 맨홀 덮개(230)의 결합시 제1유체(A)의 누수를 방지하기 위하여 이들 사이에는 기밀(sealing) 수단(240)이 구비된다. 기밀 수단(240)으로는 맨홀구(220)와 맨홀 덮개(230)가 정확히 맞물리도록 마주보는 플랜지에 각각 형성되는 맞물림 홈(222) 및 맞물림 돌기(232)와, 맨홀구(220)와 맨홀 덮개(230) 사이에 끼워지는 가스켓(gasket), 오링(o-ring) 등의 기밀재(미도시)를 포함한다.
이러한 제1관(200)의 내부에는 판형 부재가 조합되어 형성되는 분할 부재(500)가 삽입되며, 이러한 분할 부재(500)는 제1관(200)의 길이 방향(x방향)을 따라 제1관(200)의 내부를 적어도 2개 이상의 공간(a, b, c, d; 도6 참조)으로 분할한다. 분할 부재(500)의 삽입시, 제1관(200)의 내주면에 분할 부재(500)의 내주면(즉, 최외곽을 형성하는 가장자리 부분)이 밀착되도록 하여 제1관(200)의 길이 방향(x방향)과 교차하는 방향(y방향 또는 z방향)으로 제1유체(A)가 혼입되지 않는다.
분할 부재(500)가 1개의 판형 부재(미도시)로 형성되는 경우에는 제1관(200)의 내부를 2개의 공간으로 분할하며, 본 발명의 실시예에서와 같이 분할 부재(500)가 복수 개의 판형 부재가 조합되어 수직 단면의 형상이 열십자 형상("＋"형상)으로 형성되는 경우에는 제1관(200)의 내부를 4개의 공간(a, b, c, d)으로 분할할 수 있다. 이외에도 분할 부재(500)는 제1관(200)의 내부를 3개의 공간 또는 5개 이상의 공간으로 분할할 수 있음은 물론이다. 제1관(200)의 내부를 분할하는 개수가 증가할수록 일정한 길이를 갖는 제1관(200)의 내부에 제1유체(A) 또는 제2유체(B)의 순환 경로를 용이하게 연장시킬 수 있으나, 지나친 순환 경로의 확장은 열교환 효율을 저하시킬 수 있다. 한편, 제1관(200)의 내부에 분할 형성되는 각각의 공간(a, b, c, d)은 균등한 크기로 분할될 수 있으며, 각각 다른 크기를 가지도록 분할될 수 있다.
본 실시예에서 제1유체(A)가 제1관(200)의 일단부 측에서 투입되었다가 배출되기 때문에 제1관(200)의 내부에는 일단부 측에서 투입된 제1유체(A)가 타단부 측을 거쳐 다시 일단부 측으로 순환될 수 있도록 순환 경로가 형성된다. 이를 위해, 분할 부재(500)의 길이는 제1관(200)의 길이보다 짧게 형성되거나 또는 분할 부재(500)의 끝단 부위에는 복수의 순환홀(미도시)이 형성되어 제1관(200)의 분할 공간(a, b, c, d)이 연통된다.
전술한 제1관(200)의 내부를 가로지르도록 삽입되는 내관, 즉 제2관(300)은 제1관(200)의 내부에 적어도 하나 이상의 개수로 삽입된다. 이때, 제1관(200)의 분할 공간(a, b, c, d)에는 동일한 내경 크기를 갖는 제2관(300)을 삽입시킬 수 있으며, 적어도 하나의 분할 공간(a, b, c, d)에 다른 내경 크기를 갖는 제2관(300')을 포함시켜 삽입시킬 수도 있다. 예를 들어, 다공성 부재(400)가 구비되는 분할 공간(d)에 삽입되는 제2관(300')이 나머지 분할 공간(a, b, c)에 삽입되는 제2관(300)보다 큰 내경 크기를 갖도록 형성할 수 있다. 즉, 다공성 부재(400)가 구비되는 공간에서 열교환이 활발하게 이루어지도록 하여, 제1유체(A)에 함유된 불순물에 의한 고분자화 등의 화학 반응을 촉진시켜 다공성 부재(400)가 구비되는 공간에 내부 오염을 집중시킬 수 있다. 따라서, 열교환기(100)의 세정 공정에서 내부 오염물을 용이하게 제거할 수 있다.
제2관(300)의 내부는 제2유체(B)가 순환되는 통로를 형성하며, 본 실시예에서는 제2유체(B)의 온도가 제1유체(A)의 온도보다 높아 제2관(300)에서 제1관(200)의 내부로 열전달이 일어난다. 따라서, 제2관(300)의 내부에서 순환되는 제2유체(B)의 온도는 하강되고, 제1관(200)의 내부에서 순환되는 제1유체(A)의 온도는 상승되는 열교환이 일어난다. 제1관(200)의 일단부 측에서 제1유체(A)를 투입 및 배출시키는 것과 마찬가지로 제1관(200)의 일단부 측에서 제2관(300)의 내부에 제2유체(B)를 투입하고, 순환된 제2유체(B)를 배출시키는 경우에는 제2관(300)은 투입 및 배출이 각각 별도의 순환 경로에서 이루어지도록 2개 이상의 개수로 구비된다.
위와 같이 제1관(200)의 내부가 분할 부재(500)에 의해서 공간 분할되고, 공간 분할된 제1관(200)의 내부에 제2관(300)이 삽입된 상태에서, 다공성 부재(400)는 내부가 빈 블럭(block) 또는 박스(box) 형상의 수납 부재(410)에 복수 개가 내장되고, 제1관(200) 또는 제2관(300)의 연장 방향(x방향)을 향하는 수납 부재(410)의 양측면에는 제1유체(A)가 다공성 부재(400)가 내장되는 공간을 통과하도록 복수 개의 연통홀(412)이 형성된다. 또한, 복수 개의 연통홀(412)이 형성되는 수납 부재(410)의 양측면에는 제1관(200)의 내부로 삽입되는 제2관(300)이 삽입되어 관통되도록 관통홀(414)이 적어도 하나 이상의 개수로 형성된다(도4 및 도5 참조).
다공성 부재(400)의 직경은 연통홀(412)의 내경보다 크게 형성되어 수납 부재(410)의 내부에 수납된 다공성 부재(400)는 연통홀(412)을 통해 빠져 나오지 못한다.
수직 단면의 형상이 부채꼴 형상을 갖는 제1관(200)의 어느 하나의 분할 공간(d) 내에서 수납 부재(410)의 부착 위치에 따라 수납 부재(410)의 형상이 달라진다. 예를 들어, 수납 부재(410)의 하측면을 제외한 측면이 분할 부재(500) 및 제1관(200)의 내주면에 밀착되는 경우와(도4 참조), 수납 부재(410)의 상측면을 제외한 측면이 제1관(200)의 내주면 및 분할 부재(500)에 밀착되는 경우(도5 참조)에 따라 수납 부재(410)의 수직 단면의 형상은 곡면 부위를 갖는 사각 형상 또는 부채꼴 형상 등을 갖는다. 위와 같은 형상으로 이루어지는 수납 부재(410)에 의해 제1유체(A)의 순환 경로의 폭을 축소시킬 있다. 또한, 수납 부재(410)는 제1유체(A)의 순환 경로 상에서 제1관(200)의 연장 방향(x방향)을 따라 편심된 상태로 이격 배치된다. 따라서, 종래의 직선형의 순환 경로에서 곡선형의 순환 경로로 변경하여 제1유체(A)의 순환 경로를 제1관(200)의 길이 방향(x방향)으로 확장시키고, 제1유체(A)의 순환을 지연시켜 제1유체(A)와 제2유체(B) 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 수납 부재(410)를 편심된 상태로 배치함에 따라 제1유체(A)가 순환되면서 와류를 발생시켜 수납 부재(410)가 구비되는 공간에 노출되는 제1관(200)의 내주면 또는 제2관(300)의 외주면에 오염물이 누적, 부착, 고착되는 것을 감소시킬 수 있다.
다공성 부재(400)는 발포 알루미늄을 재질로 하여 형성되며, 본 실시예에서는 직경이 5㎜ 정도로 이루어진 볼(ball) 형상으로 이루어진다. 이러한 다공성 부재(400)는 제1유체(A)의 비중(예, 조경유 0.8804g/㎤)보다 작은 비중(0.2～0.4g/㎤)을 갖도록 형성되어 제1관(200)의 내부에서 제1유체(A)가 순환될 때, 수납 부재(410)의 내부 공간에서 부상(浮上) 및 유동(遊動)된다. 따라서, 제1유체(A)에 함유된 불순물이나, 열교환시 발생하는 고분자 물질이 제1관(200)의 내주면이나 제2관(300)의 외주면에 누적, 부착, 고착되는 것을 감소시킬 수 있다. 한편, 수납 부재(410)는 내식성, 내열성이 우수한 재질로 형성되어 제1유체(A)의 순환 및 제1유체(A)와 제2유체(B) 사이의 열교환에 의해서 손상되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는 수납 부재(410)의 재질로서 티타늄(titanium)이 사용된다.
덮개 유닛(600)은 제1관(200)의 개방된 양단부를 밀폐시키고, 제2관(300)의 양단부가 삽입되는 지지홀이 제1관(200)의 길이 방향(x방향)을 따라 관통 형성되는 한 쌍의 지지 플레이트(미도시)와, 한 쌍의 지지 플레이트의 외측에 결합되어 제2유체(B)의 순환 경로가 연장 형성되는 한 쌍의 반구형 덮개(620a, 620b; 620)를 포함한다. 미도시되었지만, 한 쌍의 반구형 덮개(620)의 내부에는 곡면 형상을 갖는 반구형 덮개(620)의 내주면의 형상에 대응하여 분할 부재(500)를 연장시키는 추가 분할 부재가 결합된다. 분할 부재(500)가 제1관(200)의 내부를 분할하는 것과 마찬가지로 추가 분할 부재는 반구형 덮개(620)의 내부를 분할한다.
한편, 덮개 유닛(600)에서 한 쌍의 반구형 덮개(620) 중 어느 하나의 반구형 덮개(620a)에는 제2관(300)에서 순환되는 제2유체(B)를 투입 및 배출시키기 위한 제2유체 투입관(601) 및 제2유체 배출관(602)이 연통되도록 결합된다. 또한, 제2유체 투입관(601)과 제2유체 배출관(602)에는 제2관(300)의 세정 작업에 사용되는 제2세정용 유체를 제2관(300)의 내부에 투입 및 배출시키기 위한 제2세정용 유체 투입관(603)과 제2세정용 유체 배출관(604)이 분기된다. 또한, 제2유체 투입관(601)에는 세정 작업시 제2관(300)에서 제2유체(B)를 빼낼 때 제2관(300)의 내부에 분사되는 공기를 공급하는 제2공기 분사관(미도시)이 분기되어 형성되고, 제2유체 배출관(602)에는 제2관(300)에서 빠져 나온 제2유체(B)를 회수하기 위한 제2유체 드레인관(미도시)이 분기되어 형성된다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 형태에 따른 열교환기에 의하면 유체의 순환 경로 상에 유체의 순환을 방해하는 다공성 부재가 구비되는 영역을 형성하여 유체의 순환 경로를 확장시킬 수 있다. 따라서, 유체의 열교환 시간이 늘어나 유체의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유체의 순환 경로 상에 유체에 부상(浮上)되는 다공성 부재를 구비하여 유체에 포함되는 이물질이나 유체의 온도 변화에 의해 발생되는 고분자 물질 등이 순환 경로를 형성하는 관의 내부에 부착, 고착되는 것을 감소시킬 수 있다. 즉, 열교환기의 내부 오염을 감소시킬 수 있다. 따라서, 코크스가스의 정제 처리 효율을 높여 코크스 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 코크스가스 정제 공정에 사용되는 열교환기를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 열교환 매체인 유체에 포함되는 이물질 또는 열교환으로 인해 유체가 온도 변화될 때 발생되는 고분자 물질 등에 의해 열교환기의 내부가 오염될 수 있는 다양한 공정에 적용시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100: 열교환기 200: 제1관
220: 맨홀구 230: 맨홀 덮개
300: 제2관 400: 다공성 부재
410: 수납 부재 500: 분할 부재
600: 덮개 유닛 620: 반구형 덮개
A: 제1유체 B: 제2유체

Claims (14)

  1. 제1유체의 순환 경로가 형성되는 제1관과;
    상기 제1유체와 열교환되는 제2유체의 순환 경로가 형성되는 제2관과;
    상기 제1유체의 순환 경로 및 상기 제2유체의 순환 경로 중 적어도 어느 하나의 순환 경로 상에 구비되는 다공성 부재;
    를 포함하고,
    상기 다공성 부재는,
    적어도 하나 이상 구비되어 수납 부재에 내장되고, 상기 제1관 또는 상기 제2관의 연장 방향을 향하는 상기 수납 부재의 양측면에는 상기 제1유체 또는 상기 제2유체가 상기 다공성 부재가 내장되는 공간을 통과하도록 복수 개의 연통홀이 형성되는 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2관이 적어도 하나 이상 구비되어 상기 제1관의 내부에 삽입되는 열교환기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1관의 내부를 상기 제1관의 연장 방향을 따라 복수 개로 분할시키는 분할 부재와;
    상기 제1관의 양단부를 밀폐시키고 상기 제2관이 지지되는 덮개 유닛;
    을 포함하는 열교환기.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 연통홀이 형성되는 상기 수납 부재의 양측면에는 상기 제1관의 내부로 삽입되는 적어도 하나 이상의 상기 제2관이 삽입되어 관통되도록 관통홀이 적어도 하나 이상 형성되는 열교환기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 제2관 중에서 상기 관통홀에 삽입되는 내관은 상기 관통홀에 삽입되지 않는 내관보다 내경이 크게 형성되는 열교환기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 부재는 발포 알루미늄을 재질로 하여 볼 형상으로 형성되는 열교환기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 다공성 부재의 직경은 상기 연통홀의 내경보다 크게 형성되는 열교환기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재는 티타늄 재질로 형성되는 열교환기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재는 상기 순환 경로 상에 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 제1관 또는 상기 제2관의 연장 방향을 따라 편심된 상태로 이격 배치되는 열교환기.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 덮개 유닛은,
    상기 제1관의 양단부를 밀폐시키고 상기 제2관의 양단부가 삽입되는 지지홀이 관통 형성되는 한 쌍의 지지 플레이트와;
    상기 한 쌍의 지지 플레이트의 외측에 결합되어 상기 제2유체의 순환 경로가 연장 형성되는 한 쌍의 반구형 덮개;
    를 포함하는 열 교환기.
  12. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1관은,
    외주면 양측에서 마주보도록 연결되는 제1유체 투입관 및 제1유체 배출관과;
    외주면 하측에 연결되는 제1유체 드레인관;을 포함하고,
    상기 제1유체 배출관에는 제1공기 분사관이 분기된 제1세정용 유체 투입관이 분기되어 형성되고, 상기 제1유체 투입관에는 제1세정용 유체 배출관이 분기되어 형성되는 열교환기.
  13. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1관의 외주면에는 상기 제1관의 내부와 연통되는 한 쌍의 맨홀구가 돌출 형성되고, 상기 한 쌍의 맨홀구에는 기밀 수단이 구비되는 맨홀 덮개가 결합되는 열교환기.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 덮개 유닛에는,
    상기 한 쌍의 반구형 덮개 중 어느 하나의 반구형 덮개에 연결되어 상기 제2관과 연통되는 제2유체 투입관 및 제2유체 배출관을 포함하고,
    상기 제2유체 투입관에는 제2공기 분사관이 분기된 제2세정용 유체 투입관이 분기되어 형성되고, 상기 제2유체 배출관에는 제2유체 드레인관 및 제2세정용 유체 배출관이 분기되어 형성되는 열교환기.
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