KR101184519B1 - 플레이트 열교환기 - Google Patents

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KR101184519B1
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알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

본 발명은 매체를 처리하기 위한 플레이트 열교환기에 관한 것이다. 플레이트 열교환기는 복수개의 압축 성형된 열교환기 플레이트(1)를 포함하고, 상기 열교환기 플레이트(1)는 플레이트 패키지(2)에서 서로 나란히 적체되어 있고 매체를 위한 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)을 형성한다. 제1 플레이트 간극 및 제2 플레이트 간극은 플레이트 패키지에서 교호하는 순서로 제공된다. 플레이트 패키지(2)는 증발 섹션, 분리 섹션, 및 응축 섹션을 둘러싼다. 증발기 섹션은 제1 플레이트 간극을 통해 유동하는 매체의 적어도 일부가 증발하는 것을 허용하도록 배열된다. 분리 섹션은 증발되지 않은 액체를 매체의 증발된 부분으로부터 분리하도록 배열된다. 응축 섹션은 제1 플레이트 간극을 통해 유동하는 증발된 부분을 응축하도록 배열된다.

Description

플레이트 열교환기 {A Plate Heat Exchanger}
본 발명은 통상적으로 매체를 증류하기 위한 플레이트 열교환기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 해수와 같은 염분 함유수의 증류에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 복수개의 압축 성형된 열교환기 플레이트를 포함하고, 상기 열교환기 플레이트는 플레이트 패키지에서 연속적으로 제공되어 있고 매체를 위한 제1 플레이트 간극 및 제2 플레이트 간극을 형성하며, 제1 플레이트 간극 및 제2 플레이트 간극은 플레이트 패키지에서 교호하는 순서로 제공되는, 매체 처리를 위한 플레이트 열교환기에 관한 것이다.
열교환기 플레이트의 하나 또는 복수개의 플레이트 패키지가 프로세스에서 메인 부품을 형성하는 해수 증류 장치는 수년전부터 제조되어 왔다. 스웨덴 특허 제464 938호는 실린더 용기 내에 제공된 플레이트 패키지를 포함하는 그러한 탈염 플랜트를 개시한다. 열교환기 플레이트는 스팀을 위한 포트는 없지만, 대신에 열교환기 플레이트 외측 공간이 프로세스의 종류에 따라 스팀을 위한 하나 또는 복수개의 유동 경로로써 사용된다. 용기는 사실상 원통형인 압력 용기이다. 복수개의 플레이트 패키지를 포함하는 대형 플랜트에서, 이들은 실린더의 종방향으로 위치될 수 있다. 복수개의 용기가 플랜트 내에 포함되도록 허용되지 않는다면, 용기는 어느 정도까지 플랜트의 크기를 제한한다.
적어도 소형 또는 중형의 플랜트에 있어서, 용기에 대한 비용은 플랜트 전체 비용의 큰 부분이다. 용기의 제조 및 장착은 모두 복잡하고 시간 소모적이다. 또한, 예컨대 용기 개방 후 플레이트 패키지 및 열교환기 플레이트만이 접근 가능하기 때문에, 플랜트의 유지 보수 및 열교환기 플레이트의 세척은 어렵다.
본 발명의 목적은 매체를 증류하기 위한, 특히 염분 함유수를 증류하기 위한 개선된 플레이트 열교환기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 효율적이면서 손쉽고 저렴한 방식으로 제조될 수 있는 상기 플레이트 열교환기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 용이한 유지 및 보수를 허용하는 상기 플레이트 열교환기를 제공하는 것이다.
상기 목적은 플레이트 패키지가 증발 섹션, 분리 섹션, 및 응축 섹션을 둘러싸고, 증발 섹션이 제1 플레이트 간극을 통해 유동하는 매체 중 적어도 일부의 증발을 허용하도록 배열되고, 분리 섹션이 매체의 증발된 부분으로부터 증발되지 않은 액체를 분리하도록 배열되고, 응축 섹션이 매체의 증발된 부분을 응축하도록 배열되고, 증발 섹션, 분리 섹션, 및 응축 섹션은, 증발, 분리, 및 응축이 플레이트 패키지 내에서 허용되는 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는, 서두에 정의된 플레이트 열교환기에 의해 달성된다.
따라서, 상기 열교환기 플레이트는 매체의 완전한 원하는 처리, 예컨대 플레이트 패키지 내에서의 해수 탈염을 수행할 가능성을 제공한다. 따라서, 플레이트 열교환기는 플레이트 패키지를 둘러싸는 임의의 용기를 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 효율적이면서 손쉽고 저렴한 방식으로 제조될 수 있는 플레이트 열교환기가 달성된다. 또한, 플레이트 패키지 및 개별 열교환기의 유지 보수 및 세척이 용이해진다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 중심축은 각각의 열교환기 플레이트의 2개의 측부 에지 사이에서 사실상 중심적으로 연장하고, 플레이트 패키지가 정상 사용 위치에 배치될 때 사실상 수직으로 연장한다. 중심축은 유리하게는 증발 섹션, 분리 섹션, 및 응축 섹션을 통해 사실상 중심적으로 연장할 수 있고, 정상 사용 위치에서 증발 섹션은 최하위 위치에 있고 응축 섹션은 최상위 위치에 있다.
증발 섹션의 사실상 각각의 제2 플레이트 간극은 가열 공간을 형성하고, 상기 가열 공간은 제1 플레이트 간극에 상대적으로 그리고 분리 섹션 및 응축 섹션에 상대적으로 폐쇄되고, 증발을 제공하기 위한 증발 섹션의 제1 플레이트 간극 내에서 유동하는 매체로의 열전달을 위해 가열 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열된다. 증발 섹션은 증발 공간 주위로 연장하는 가스켓에 의해 폐쇄된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 증발 섹션은 매체를 위한 적어도 하나의 입구를 포함하고, 상기 입구는 플레이트 패키지 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트 내에서 입구 포트에 의해 형성되며, 입구 포트는 제2 플레이트 간극에 상대적으로 폐쇄되어 있고 제1 플레이트 간극과 연통하는 포트 채널을 형성한다. 양호하게는, 입구의 포트 채널은 하나의 가스켓에 의해 제2 플레이트 간극에 상대적으로 폐쇄될 수 있고, 상기 가스켓은 각각의 제2 플레이트 간극에서 입구 포트 주위로 연장한다. 또한, 입구의 포트 채널은 적어도 하나의 상대적으로 작은 구멍을 거쳐 제1 플레이트 간극과 연통할 수 있고, 상기 구멍은 입구 포트와 출구 포트 사이에 제공되며, 플레이트 패키지 내의 열교환기 플레이트를 제2 플레이트 간극으로부터 제1 플레이트 간극까지 하나씩 걸러서 연장한다. 이러한 상대적으로 작은 구멍에 의해, 증발 섹션 내의 제1 플레이트 간극으로 진입하는 매체의 적절한 분배를 가능하도록 하는 상대적으로 큰 압력 강하가 달성되고, 이러한 방식으로 매체의 효율적인 가열 및 증발이 달성된다. 그 다음, 입구의 포트 채널은 추가 가스켓에 의해 제1 플레이트 간극에 상대적으로 폐쇄될 수 있고, 상기 추가 가스켓은 각각의 제1 플레이트 간극 내의 구멍 및 입구 포트 사이에서 각각의 입구 포트 주위로 연장한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 경계 설정 가스켓은 제1 플레이트 간극에 제공되고, 증발 섹션의 증발 공간을 경계 설정하고 분리 섹션으로의 매체 운반을 허용하도록 배열된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각의 열교환기 플레이트는 적어도 하나의 연통 포트를 포함하고, 상기 연통 포트는 매체가 부분적으로 증발 섹션의 제1 플레이트 간극으로부터 분리 섹션의 제2 플레이트 간극으로 유동하는 것을 허용하도록 배열된다. 또한, 분리 섹션은 제1 플레이트 간극 및 제2 플레이트 간극을 통한 매체의 유동을 허용하도록 배열될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 플레이트 간극은 분리 섹션에서 서로 연통하고 이러한 두 플레이트는 모두 매체의 유동을 위해 사용될 수 있다. 결과적으로, 유동 속도는 감소되고 액적의 효율적인 포획이 달성될 수 있다. 분리 섹션 내의 열교환기 플레이트는 제1 플레이트 간극 및 제2 플레이트 간극을 통해 유동하는 매체로부터 액체를 포획하는 것을 허용하도록 하는 방식으로 주름질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 분리 섹션은 포획된 액체를 배출하기 위한 액체 출구로 포획된 액체를 운반하도록 배열된다. 유리하게는, 분리 섹션에 인접하는 증발 섹션의 가스켓은 포획된 액체가 가스켓을 따라 액체 출구 쪽으로 유동하도록 하는 방식으로 제공된다. 분리 섹션에 인접하는 증발 섹션의 가스켓은 중심축으로부터 측부 에지 쪽으로 하향 및 외향으로 경사질 수 있다. 또한, 증발 섹션의 경계 설정 가스켓 및 가스켓은 유리하게는 상기 가스켓들 및 각각의 측부 에지 사이에서 측방향 통로를 함께 형성할 수 있고, 상기 측방향 통로는 제1 및 제2 플레이트 간극을 포함하고 포획된 액체를 액체 출구로 더 운반하도록 배열된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 응축 섹션의 사실상 각각의 제2 플레이트 간극은 냉각 공간을 형성하고, 상기 냉각 공간은 제1 플레이트 간극에 상대적으로 그리고 분리 섹션 및 증발 섹션에 상대적으로 폐쇄되며, 냉각 공간은 응축을 제공하기 위해 응축 섹션의 제1 플레이트 간극에서 유동하는 매체로부터의 열전달을 위해 냉각 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열된다. 또한, 응축 섹션은 플레이트 패키지 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트 내에서 출구 포트에 의해 형성된 적어도 하나의 매체 출구를 포함하고, 상기 출구 포트는 사실상 전체 플레이트 패키지를 통해 연장하는 포트 채널 중 하나를 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 분리 섹션 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트는 적어도 하나의 수집 포트를 포함하고, 상기 수집 포트는 사실상 전체 플레이트 패키지를 통해 연장하고 응축 섹션의 제1 플레이트 간극으로 매체를 운반하도록 배열된 수집 채널을 형성한다. 유리하게는, 분리 섹션 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트는 적어도 2개의 수집 포트를 포함할 수 있고, 적어도 2개의 수집 포트는 각각 상기 수집 채널을 형성하며, 상기 수집 포트는 각각의 열교환기 플레이트 상의 각각의 측부 에지에 인접하여 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 안내 가스켓은 각각의 제1 플레이트 간극 내에 제공되고 분리 섹션을 응축 섹션으로부터 경계 설정하도록 배열된다. 유리하게는, 안내 가스켓은 매체 출구의 포트 채널 쪽으로 하향 경사지고 응축 섹션에서 응축된 매체를 매체 출구로 운반하도록 배열된다. 또한, 매체 출구는 중심 위치에 제공될 수 있고, 안내 가스켓은 상기 수집 포트 각각에 인접하여 위치되는 2개의 위치로부터 매체 출구의 포트 채널로 하향 경사진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플레이트 열교환기는 증발 섹션의 제1 플레이트 간극으로 매체가 운반되기 전에, 응축 섹션의 제2 플레이트 간극을 통해 매체를 운반하도록 설계되고, 매체는 냉각 매체를 형성한다.
본원발명에 따르면, 열교환기 플레이트가 매체의 완전한 원하는 처리, 예컨대 플레이트 패키지 내에서의 해수 탈염을 수행할 가능성을 제공한다. 따라서, 플레이트 열교환기는 플레이트 패키지를 둘러싸는 임의의 용기를 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 효율적이면서 손쉽고 저렴한 방식으로 제조될 수 있는 플레이트 열교환기가 달성된다. 또한, 플레이트 패키지 및 개별 열교환기의 유지 보수 및 세척이 용이해진다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 플레이트 열교환기의 측면도를 개시한다.
도2는 제1 플레이트 간극에 가스켓을 구비한 열교환기 플레이트의 평면도를 개시한다.
도3은 제2 플레이트 간극에 가스켓을 구비한 열교환기 플레이트의 평면도를 개시한다.
이제 본 발명은 다양한 실시예를 설명하고 여기에 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도1은 매체를 처리하기 위한 플레이트 열교환기를 개시한다. 후속하는 설명에서, 해수 탈염에 관한 적용예가 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 적용예에 제한되지 않고 예컨대 액체의 증류와 같은 임의의 다른 처리에도 관련된다.
플레이트 열교환기는 많은 개수의 압축 성형된 열교환기 플레이트(1)를 포함하고, 상기 플레이트(1)는 서로 평행하고 플레이트 패키지(2)를 형성하도록 하는 방식으로 연속적으로 제공된다. 플레이트 패키지(2)는 프레임 플레이트(3)와 압력 플레이트(4) 사이에 제공된다. 열교환기 플레이트(1) 사이에는, 제1 플레이트 간극(5)과 제2 플레이트 간극(6)이 형성된다. 제1 플레이트 간극(5)과 제2 플레이트 간극(6)은, 사실상 각각의 제1 플레이트 간극(5)이 2개의 제2 플레이트 간극(6)에 의해 둘러싸이고 사실상 각각의 제2 플레이트 간극(6)이 2개의 제1 플레이트 간극(5)에 의해 둘러싸도록, 플레이트 패키지(2) 내에서 교호하는 순서로 제공된다. 플레이트 패키지(2) 내의 상이한 섹션들은 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이 각각의 플레이트 간극(5, 6) 내의 가스켓에 의해 서로 경계가 설정된다.
각각의 열교환기 플레이트는 2개의 대향하는 사실상 평행한 측부 에지(7, 8), 상부 에지(9), 및 하부 에지(10)를 가진다. 중심축(x)은 2개의 측부 에지(7, 8) 사이에서 사실상 중심적으로 연장하고, 플레이트 패키지(2)가 정상 사용 위치에 배치될 때 사실상 수직으로 연장한다.
플레이트 패키지(2), 즉 열교환기 플레이트(1)들과 그들 사이에 제공된 가스켓은 개략적으로 도시된 묶음 볼트(11)에 의해 공지된 방법으로 함께 유지된다.
이제, 플레이트 열교환기의 실시예는 각각의 열교환기 플레이트(1)를 개시하는 도2 및 도3을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 도2는 처리될 매체, 이 경우에서는 증류될 해수의 통로를 사실상 형성하도록 배열된 제1 플레이트 간극(5) 중 하나를 향하는 열교환기 플레이트(1)의 일 측부를 개시한다. 도3은 제2 플레이트 간극(6) 중 하나를 향하는 열교환기 플레이트(1)의 일 측부를 개시한다.
플레이트 패키지(2)는 증발 섹션(E), 분리 섹션(S), 및 응축 섹션(C)을 둘러싼다. 증발 섹션(E)은 제1 플레이트 간극(5)을 통해 유동하는 매체 중 적어도 일부의 증발을 허용하도록 배열된다. 분리 섹션(S)은 매체의 증발된 부분으로부터 증발되지 않은 액체를 분리하도록 배열된다. 응축 섹션(C)은 제1 플레이트 간극(5)을 통해 유동하는 증발된 부분을 응축하도록 배열된다. 중심축(x)은 증발 섹션(E), 분리 섹션(S), 및 응축 섹션(C)을 통해 사실상 중심적으로 연장한다. 도2 및 도3에서 알 수 있는 바와 같이, 플레이트 열교환기가 정상 사용 위치에 있으면, 증발 섹션(E)은 최하위 위치에 있고, 응축 섹션(C)은 최상위 위치에 있으며, 분리 섹션(S)은 증발 섹션(E)과 응축 섹션(C) 사이에 있다.
각각의 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)에서, 에지들(7, 8, 9, 10)에 인접하여 증발 섹션(E), 분리 섹션(S), 및 응축 섹션(C) 주위로 연장하는 메인 가스켓(13)이 있다.
사실상 증발 섹션(E)의 각각의 제2 플레이트 간극(6)은 가열 공간(15)을 형성하고, 상기 가열 공간(15)은 그 주위로 연장하는 가스켓(16)에 의해 분리 섹션(S) 및 응축 섹션(C)에 상대적으로 폐쇄되고 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 폐쇄되어 있다. 가열 공간(15)은 증발을 제공하기 위한 증발 섹션(E)의 제1 플레이트 간극(5) 내에서 유동하는 매체로의 열전달을 위해 가열 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열된다. 각각의 열교환기 플레이트(1)는 가스켓(16) 내측의 가열 공간(15)에 위치하고 가열 매체를 위한 입구 포트 채널과 출구 포트 채널을 각각 형성하는, 입구 포트(17) 및 출구 포트(18)를 포함한다. 도1을 참조하면, 매체를 가열하기 위해, 입구 포트 채널과 출구 포트 채널은 각각 외부 입구 도관(19)과 외부 출구 도관(20)에 연결된다. 각각의 열교환기 플레이트(1)는 입구 포트(17)와 출구 포트(18) 사이에 주름부(21)를 가지고, 상기 주름부(21)는 가열 공간(15) 안쪽으로 내향 회전되어 있고 전체 가열 공간(15)의 표면이 이용될 수 있도록 하는 방식으로 가열 매체를 입구 포트(17)로부터 측부 에지(7, 8) 쪽으로 상향 안내하는 차단부를 형성한다.
증발 섹션(E)은 매체를 위한 적어도 하나의 입구를 포함한다. 개시된 실시예에서, 증발 섹션(E)은 플레이트 패키지(2) 내의 각각의 열교환기 플레이트(1) 내에서 2개의 입구 포트(25)로 형성된 2개의 입구를 포함한다. 입구 포트(25)는 제2 플레이트 간극(6)에 상대적으로 폐쇄되어 있고 제1 플레이트 간극(5)과 연통하는 각각의 포트 채널을 형성한다. 입구의 포트 채널은 각각의 입구 가스켓(26)에 의해 제2 플레이트 간극(6)에 상대적으로 폐쇄되어 있고, 상기 가스켓(26)은 각각의 제2 플레이트 간극(6)에서의 각각의 입구 포트(25) 주위로 연장하고 가스켓(16)의 일부이다. 도1을 참조하면, 입구의 포트 채널은 각각의 입구 도관(27)으로 연결되어 있다. 입구의 포트 채널은 각각의 상대적으로 작은 구멍(28)을 거쳐 제1 플레이트 간극(5)과 연통하고, 상기 구멍(28)은 도3에 개시되어 있으며 각각의 입구 포트(25)와 각각의 입구 가스켓(26) 사이에 제공된다. 구멍(28)은 플레이트 패키지 내의 열교환기 플레이트(1)를 제2 플레이트 간극(6)으로부터 제1 플레이트 간극(5)까지 하나씩 걸러서 연장한다. 입구의 포트 채널은 또한 추가 가스켓(29)에 의해 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 폐쇄되어 있고, 상기 추가 가스켓(29)은 각각의 제1 플레이트 간극(5) 내의 각각의 구멍(28) 및 각각의 입구 포트(25) 사이에서 각각의 입구 포트(25) 주위로 연장한다.
경계 설정 가스켓(30)은 각각의 제1 플레이트 간극(5)에 제공되고, 증발 섹션(E)에서 매체를 위한 증발 공간을 경계 설정하고 분리 섹션(S)으로의 매체 운반을 허용한다. 따라서, 경계 설정 가스켓(30)은 주위의 메인 가스켓(13)으로부터 약간의 거리를 두고 제1 플레이트 간극(5) 내의 증발 공간 주위로 부분적으로 연장한다. 경계 설정 가스켓(30)은 또한 가스켓 부분(31)을 포함하고, 이 가스켓 부분(31)은 각각의 입구 포트(17) 및 출구 포트(18) 주위로 연장하여서 이들을 서로에 대해 그리고 제1 플레이트 간극(5)에서의 증발 공간에 대해 밀봉한다.
경계 설정 가스켓(30)은 증발된 매체가 분리 섹션(S)에서 상향 유동할 수 있도록, 그 상단부를 따라 개방된다. 또한, 각각의 열교환기 플레이트(1)는 실시예에서 도시된 바와 같이, 적어도 하나 또는 2개의 연통 포트(60)를 가진다. 연통 포트(60)는 가스켓(16) 바로 위의 분리 섹션(S)의 하부 부분에 제공된다. 연통 포트(60)는 증발된 매체의 일부가 제1 플레이트 간극(5)으로부터 제2 플레이트 간극(6)으로 유동하는 것을 허용하도록 배열되고, 분리 섹션(S)은 매체가 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)을 통해 유동하는 것을 허용하도록 배열된다. 열교환기 플레이트(1)는 리지 및 밸리로 이루어진 주름부(32)가 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)을 통해 유동하는 매체로부터 액체를 포획하는 것을 허용하도록 하는 방식으로 분리 섹션(S) 내에서 리지 및 밸리로 이루어진 주름부(32)로써 주름이 진다. 주름부(32), 즉 주름부의 리지 및 밸리는 개시된 실시예에서 중심축(x)에 횡단하여, 양호하게는 사실상 중심축(x)에 수직으로 연장한다.
분리 섹션(S)은 포획된 액체 배출을 위한 2개의 액체 출구(33)로 포획된 액체를 운반하도록 배열된다. 제1 플레이트 간극(5) 내의 증발 섹션(E)의 전술한 가스켓(16)은 분리 섹션(S)에 인접하고, 분리 섹션(S)에 포획된 액체가 가스켓(16)을 따라 액체 출구(33) 쪽으로 유동하도록 하는 방식으로 제공된다. 개시된 실시예에서, 이러한 가스켓(16)은 중심축(x)으로부터 측부 에지(7, 8) 쪽으로 하향 및 외향으로 경사진다. 경계 설정 가스켓(30) 및 가스켓(16)은 그들이 함께 이러한 가스켓(30, 16) 및 각각의 측부 에지(7, 8) 사이에, 보다 구체적으로는 이러한 가스켓(30, 16) 및 메인 가스켓(13) 사이에 측방향 통로(35)를 함께 형성하도록 하는 방식으로 제공되고 위치된다. 따라서, 이러한 측방향 통로(35)는 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6) 모두를 관통하여 연장한다. 측방향 통로(35)는 포획된 액체를 분리 섹션(S)으로부터 가열 영역(15) 및 증발 섹션(E) 아래에 위치한 액체 출구(33)로 적절히 운반하도록 배열된다. 도2 및 도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 액체 출구는 하부 에지(10) 및 메인 가스켓(13)의 하부 부분 위로 그리고 경계 설정 가스켓(30) 및 가스켓(16)의 하부 부분 아래로 위치된다.
응축 섹션(C)의 사실상 각각의 제2 플레이트 간극(6)은 냉각 공간(40)을 형성하고, 상기 냉각 공간(40)은 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 그리고 냉각 공간(40) 주위로 연장하는 가스켓(41)에 의해 분리 섹션(S) 및 증발 섹션(E)에 상대적으로 폐쇄된다. 냉각 공간(40)은 응축을 제공하기 위해 응축 섹션(C)의 제1 플레이트 간극(5)에서 유동하는 매체로부터의 열전달을 위해 냉각 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열된다. 각각의 열교환기 플레이트(1)는, 가스켓(41) 내측의 냉각 공간(40)에 위치되고 냉각 매체를 위한 입구 포트 채널과 출구 포트 채널을 각각 형성하는 입구 포트(42) 및 출구 포트(43)를 포함한다. 도1을 참조하면, 입구 포트 채널과 출구 포트 채널은 냉각을 위해 외부 입구 도관(44)과 외부 출구 도관(45)으로 각각 연결된다. 각각의 열교환기 플레이트(1)는 입구 포트(42)와 출구 포트(43) 사이에 주름부(45)를 가지고, 상기 주름부(45)는 냉각 공간(40) 안쪽으로 내향 회전되어 있고 전체 냉각 공간(40)의 표면이 매체의 응축에 이용될 수 있도록 하는 방식으로 냉각 매체를 입구 포트(42)로부터 측부 에지(7, 8) 쪽으로 외향 안내하는 차단부를 형성한다.
제1 플레이트 간극(5) 내의 메인 가스켓(13)은 또한 가스켓 부분(46)을 포함하고, 이 가스켓 부분(46)은 각각의 입구 포트(42) 및 출구 포트(43) 주위로 연장하여서 이들을 서로에 대해 그리고 제1 플레이트 간극(5)에서의 응축 공간에 대해 밀봉한다.
응축 섹션(C)은 플레이트 패키지(2) 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1) 내에서 출구 포트(50)에 의해 형성된 적어도 하나의 매체 출구를 포함한다. 출구 포트(50)는 사실상 전체 플레이트 패키지(2)를 통해 연장하는 포트 채널 중 하나를 형성하고 응축된 매체를 배출하기 위한 배출 채널(55)에 연결되어서, 개시된 실시예에서는 탈염된 해수가 담수로 배출된다. 또한, 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1)는 분리 섹션(S)의 상부 부분 내에서 각각의 측부 에지(7, 8)에 인접하여 2개의 수집 포트(51)를 포함한다. 이러한 수집 포트(51)는, 사실상 전체 플레이트 패키지(2)를 통해 연장하고 분리 섹션(S)의 제2 플레이트 간극(6)으로부터 응축 섹션(C)의 제1 플레이트 간극(5)으로 매체를 운반하도록 배열된 4개의 수집 채널을 형성한다.
출구 포트(50)는 각각의 제2 플레이트 간극(6) 내의 출구 가스켓(52)에 의해 제2 플레이트 간극(6)에 상대적으로 폐쇄된다. 각각의 이러한 출구 가스켓(52)은 제2 플레이트 간극(6) 내의 출구 포트(50) 주위로 연장한다. 출구 가스켓(52)은 냉각 공간(40)의 가스켓(41)과 부분적으로 일치한다.
안내 가스켓(53)은 각각의 제1 플레이트 간극(5)에 제공되고 분리 섹션(S)을 응축 섹션(C)으로부터 경계 설정하도록 배열된다. 안내 가스켓(53)은 출구 포트(50) 및 매체 출구의 포트 채널 쪽으로 하향 경사지고 응축 섹션(C)에서 응축된 매체를 매체 출구로 운반하도록 배열된다. 매체 출구는 안내 가스켓(53)이 각각의 측부 에지(7, 8)에서의 수집 포트와 인접하여 위치되는 2개의 위치로부터 출구 포트(50) 쪽으로 하향 경사지는 중심 위치에 제공된다. 도2에서 알 수 있는 바와 같이, 안내 가스켓(53)은 출구 포트(50) 아래로 연장한다. 안내 가스켓(53)은 분리 섹션(S) 내의 매체를 수집 포트(51)쪽으로 외향 안내하는 기능을 가진다.
도1에서 알 수 있는 바와 같이, 플레이트 열교환기는 매체, 즉 해수가 응축 섹션(C) 내에서 냉각 매체를 형성하도록 하는 방식, 즉 냉각 공간(40)으로부터의 출구 도관(45)이 2개의 입구 도관(27)으로 연결되도록 하는 방식으로 매체가 증발 섹션(E)의 제1 플레이트 간극(5) 안쪽으로 운반되기 전에 응축 섹션(C)의 제2 플레이트 간극(6)을 통해 매체를 운반하도록 설계된다.
본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고, 후속하는 청구범위의 범주 내에서 변경 및 개조될 수 있다.
예컨대, 상이한 섹션들이 개시된 바와는 다르게 플레이트 패키지 내에 다른 방식으로 위치될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예컨대, 증발 섹션은 플레이트 패키지의 하부 코너에 인접하여 위치되고, 분리 섹션은 플레이트 패키지의 상부 부분에 위치되며, 응축 섹션은 플레이트 패키지의 다른 하부 부분에 위치될 수 있다. 또한, 모든 열교환기 플레이트(1)는 단지 열교환기 플레이트(1)에 하나씩 걸러서 부여된 비교적 작은 구멍(28)을 제외하면 사실상 동일하다는 것을 알아야 한다. 플레이트 패키지(2) 장착과 관련하여, 하나씩 걸러진 플레이트는 공지된 방법으로 중심축(x) 주위에서 회전된다.
1: 열교환기 플레이트
2: 플레이트 패키지
5: 제1 플레이트 간극
6: 제2 플레이트 간극
E: 증발 섹션
S: 분리 섹션
C: 응축 섹션

Claims (25)

  1. 복수개의 압축 성형된 열교환기 플레이트(1)를 포함하고, 상기 열교환기 플레이트(1)는 플레이트 패키지(2) 내에 연속적으로 제공되어 있고 매체를 위한 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)을 형성하며, 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)은 플레이트 패키지(2)에서 교호하는 순서로 제공되는, 매체 처리를 위한 플레이트 열교환기에 있어서,
    플레이트 패키지(2)는 증발 섹션, 분리 섹션, 및 응축 섹션을 둘러싸고,
    증발 섹션은 제1 플레이트 간극을 통해 유동하는 매체 중 적어도 일부의 증발을 허용하도록 배열되고,
    분리 섹션은 매체의 증발된 부분으로부터 증발되지 않은 액체를 분리하도록 배열되고,
    응축 섹션은 제1 플레이트 간극을 통해 유동하는 증발된 부분을 응축하도록 배열되고,
    증발 섹션, 분리 섹션, 및 응축 섹션은, 증발, 분리, 및 응축이 각각의 제1 플레이트 간극 내에서 허용되는 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  2. 제1항에 있어서, 중심축(x)은 각각의 열교환기 플레이트(1)의 2개의 측부 에지(7, 8) 사이에서 사실상 중심적으로 연장하고, 플레이트 패키지(2)가 정상 사용 위치에 배치될 때 사실상 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  3. 제2항에 있어서, 중심축(x)은 증발 섹션(E), 분리 섹션(S), 및 응축 섹션(C)을 통해 사실상 중심적으로 연장하고, 정상 사용 위치에서 증발 섹션(E)은 최하위 위치에 있고 응축 섹션(C)은 최상위 위치에 있는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 증발 섹션(E)의 사실상 각각의 제2 플레이트 간극(6)은 가열 공간(15)을 형성하고, 상기 가열 공간(15)은 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 그리고 분리 섹션(S) 및 응축 섹션(C)에 상대적으로 폐쇄되고, 증발을 제공하기 위한 증발 섹션(E)의 제1 플레이트 간극(5) 내에서 유동하는 매체로의 열전달을 위해 가열 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  5. 제4항에 있어서, 가열 공간(15)은 증발 공간(15) 주위로 연장하는 가스켓(16)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  6. 제4항에 있어서, 증발 섹션(E)은 매체를 위한 적어도 하나의 입구를 포함하고, 상기 입구는 플레이트 패키지(2) 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1) 내에서 입구 포트(25)에 의해 형성되며, 입구 포트(25)는 제2 플레이트 간극(6)에 상대적으로 폐쇄되어 있고 제1 플레이트 간극(5)과 연통하는 포트 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  7. 제6항에 있어서, 입구의 포트 채널은 입구 가스켓(26)에 의해 제2 플레이트 간극(6)에 상대적으로 폐쇄되어 있고, 상기 입구 가스켓(26)은 각각의 제2 플레이트 간극(6)에서 입구 포트(25) 주위로 연장하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  8. 제7항에 있어서, 입구의 포트 채널은 적어도 하나의 상대적으로 작은 구멍(28)을 거쳐 제1 플레이트 간극(5)과 연통하고, 상기 구멍(28)은 입구 포트(25)와 입구 가스켓(26) 사이에 제공되며, 제2 플레이트 간극(6)으로부터 제1 플레이트 간극(5)까지 플레이트 패키지(2) 내의 열교환기 플레이트(1)를 하나씩 걸러서 연장하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  9. 제8항에 있어서, 입구의 포트 채널은 추가 가스켓에 의해 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 폐쇄되어 있고, 상기 추가 가스켓은 각각의 제1 플레이트 간극(5) 내의 구멍(28) 및 입구 포트(25) 사이에서 입구 포트(25) 주위로 연장하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 설정 가스켓(30)이 제1 플레이트 간극(5)에 제공되고, 제1 증발 섹션(E)에서 매체의 증발 공간을 경계 설정하고 분리 섹션(S)으로의 매체 운반을 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 열교환기 플레이트(1)는 적어도 하나의 연통 포트(60)를 포함하고, 상기 연통 포트(60)는 매체가 부분적으로 증발 섹션(E)의 제1 플레이트 간극(5)으로부터 분리 섹션(S)의 제2 플레이트 간극(6)으로 유동하는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 분리 섹션(S)은 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)을 통한 매체의 유동을 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  13. 제12항에 있어서, 분리 섹션(S) 내의 열교환기 플레이트(1)는 제1 플레이트 간극(5) 및 제2 플레이트 간극(6)을 통해 유동하는 매체로부터 액체를 포획하는 것을 허용하도록 하는 방식으로 주름진 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  14. 제13항에 있어서, 분리 섹션(S)은 포획된 액체를 배출하기 위한 액체 출구(33)로 포획된 액체를 운반하도록 배열된 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  15. 제14항에 있어서, 증발 섹션(E)의 사실상 각각의 제2 플레이트 간극(6)은 가열 공간(15)을 형성하고, 상기 가열 공간(15)은 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 그리고 분리 섹션(S) 및 응축 섹션(C)에 상대적으로 폐쇄되고, 증발을 제공하기 위한 증발 섹션(E)의 제1 플레이트 간극(5) 내에서 유동하는 매체로의 열전달을 위해 가열 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열되고, 가열 공간(15)은 증발 공간(15) 주위로 연장하는 가스켓(16)에 의해 폐쇄되며, 분리 섹션(S)에 인접하는 증발 섹션(E)의 가스켓(16)은 포획된 액체가 가스켓(16)을 따라 액체 출구(33) 쪽으로 유동하도록 하는 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  16. 제15항에 있어서, 분리 섹션(S)에 인접하는 증발 섹션(E)의 가스켓(16)은 중심축(x)으로부터 측부 에지(7, 8) 쪽으로 하향 및 외향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  17. 제16항에 있어서, 경계 설정 가스켓(30)은 제1 플레이트 간극(5)에 제공되고, 제1 증발 섹션(E)에서 매체의 증발 공간을 경계 설정하고 분리 섹션(S)으로의 매체 운반을 허용하도록 배열되고, 증발 섹션(E)의 경계 설정 가스켓(30) 및 가스켓(16)은 상기 가스켓들 및 각각의 측부 에지(7, 8) 사이에서 측방향 통로(35)를 함께 형성하고, 상기 측방향 통로(35)는 제1 및 제2 플레이트 간극(5, 6)을 모두 포함하고 포획된 액체를 액체 출구(33)로 더 운반하도록 배열된 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 응축 섹션(C)의 사실상 각각의 제2 플레이트 간극(6)은 냉각 공간(40)을 형성하고, 상기 냉각 공간(40)은 제1 플레이트 간극(5)에 상대적으로 그리고 분리 섹션(S) 및 증발 섹션(E)에 상대적으로 폐쇄되며, 냉각 공간(40)은 응축을 제공하기 위해 응축 섹션(C)의 제1 플레이트 간극(5)에서 유동하는 매체로부터의 열전달을 위한 냉각 매체의 관통 유동을 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  19. 제18항에 있어서, 응축 섹션(C)은 플레이트 패키지(2) 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1) 내에서 출구 포트(50)에 의해 형성된 적어도 하나의 매체 출구를 포함하고, 상기 출구 포트(50)는 사실상 전체 플레이트 패키지(2)를 통해 연장하는 포트 채널 중 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  20. 제18항에 있어서, 분리 섹션(S) 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1)는 적어도 하나의 수집 포트(51)를 포함하고, 상기 수집 포트(51)는 사실상 전체 플레이트 패키지(2)를 통해 연장하고 응축 섹션(C)의 제1 플레이트 간극(5)으로 매체를 운반하도록 배열된 수집 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  21. 제20항에 있어서, 분리 섹션(S) 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1)는 적어도 2개의 수집 포트(51)를 포함하고, 상기 적어도 2개의 수집 포트(51)는 각각 상기 수집 채널을 형성하며, 상기 수집 포트(51)는 각각의 열교환기 플레이트(1) 상의 각각의 측부 에지(7, 8)에 인접하여 제공되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  22. 제18항에 있어서, 안내 가스켓(53)은 각각의 제1 플레이트 간극(5) 내에 제공되고 분리 섹션(S)을 응축 섹션(C)으로부터 경계 설정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  23. 제22항에 있어서, 응축 섹션(C)은 플레이트 패키지(2) 내의 사실상 각각의 열교환기 플레이트(1) 내에서 출구 포트(50)에 의해 형성된 적어도 하나의 매체 출구를 포함하고, 상기 출구 포트(50)는 사실상 전체 플레이트 패키지(2)를 통해 연장하는 포트 채널 중 하나를 형성하고, 안내 가스켓(53)은 매체 출구의 포트 채널 쪽으로 하향 경사지고 응축 섹션(C)에서 응축된 매체를 매체 출구로 운반하도록 배열된 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  24. 제21항에 있어서, 매체 출구는 중심 위치에 제공되고, 안내 가스켓(53)은 상기 수집 포트(51) 각각에 인접하여 위치되는 2개의 위치로부터 매체 출구의 포트 채널로 하향 경사지는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  25. 제18항에 있어서, 플레이트 열교환기는 증발 섹션(E)의 제1 플레이트 간극(5)으로 매체가 운반되기 전에, 응축 섹션(C)의 제2 플레이트 간극(6)을 통해 매체를 운반하도록 설계되고, 매체는 냉각 매체를 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
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