KR101737856B1 - 고온고압 기체 가열기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온고압 기체 가열기에 관한 것으로서, 특히, 내부의 기체 유동 과정에서 단열재로부터 발생된 불순물이 기체 유동에 유입되는 것을 방지할 수 있고, 고온고압 기체 가열기의 소형화를 구현할 수 있으며 저비용으로 제작이 가능한 고온고압 기체 가열기에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 고온 고압 기체 가열기는, 압력용기 내에 설치되는 발열체; 상기 발열체가 수용되며 내부에는 기체가 유동되는 공간부가 형성된 라이너; 상기 압력용기와 라이너 사이에 개재되는 단열재;를 포함하되, 상기 라이너 내부의 공간부와 외부의 상기 단열재 사이는 완전히 차단되어 압력 경계를 이루도록 형성되며, 상기 압력 경계 형성으로 인한 라이너 내외부 간의 차압을 저감시킬 수 있도록 상기 라이너의 내외부는 차압저감수단을 통해 상호 연결되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

고온고압 기체 가열기{Apparatus for heating gas of high temperature and high pressure}
본 발명은 고온고압 기체 가열기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부의 기체 유동 과정에서 단열재 내의 불순물이 기체 유동에 유입되는 것을 방지할 수 있고, 저비용으로 제작이 가능하며 고온고압 기체 가열기의 전체 크기 축소가 가능한 고온고압 기체 가열기에 관한 것이다.
고압의 기체를 1000℃ 이상 가열하는 사용처는 흔하지 않다. 최근 청정 에너지원인 수소를 생산하기 위한 방법으로서 원자력을 이용한 수소생산법이 높은 경제성이 있음이 밝혀지면서 이러한 방법을 실행하는 고온고압 기체 가열기에 대한 연구가 활성화되고 있다.
고온고압 기체 가열기는 압력용기를 구비하며, 압력용기 내에는 발열체가 장착된다. 압력용기는 건전성 유지를 위해 낮은 온도를 유지해야 한다. 따라서 압력용기 내부에 단열재와 라이너를 설치하여 열경계와 압력경계를 분리시킨다.
단열재는 압력용기 내부에 장착된 발열체로부터 발생된 열이 압력용기의 외벽으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다. 그리고, 라이너는 발열체에서 발생된 열이 직접 단열재에 전달되는 것을 차단하는 동시에 단열재가 고온 고압의 기체에 직접 노출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이와 같은 단열재가 내부에 설치된 종래의 고온고압 기체 순환용 가열기의 경우 내부 단열재의 선택에 따라 다음과 같은 장단점이 존재한다.
그 일 예로서, 고온고압 기체 가열기 내에 세라믹 계열의 단열재를 사용하는 경우, 상기 세라믹 단열재는 열전도도가 일반적인 Kaowool(카올린사 섬유의 상표명)과 같은 단열재보다 크기 때문에, 효과적인 열차단을 위해 요구되는 단열재 두께가 두꺼워질 수밖에 없고, 이에 따라 압력용기의 직경이 커질 수밖에 없는 단점이 있다.
반면, Kaowool과 같은 열전도도가 낮은 단열재를 사용하는 경우에는, 가열기 내부의 가스 유속이 빠른 경우 단열재의 온도가 올라가게 됨에 따라 단열재의 섬유구조가 깨지고, 가스 유속에 의해 단열재의 분진이 발생되어 가스 유동에 침입하게 됨으로써 필터나 유로가 작은 열교환기를 막게 되는 문제가 발생된다. 아울러, 단열재 내에 포함된 불순물을 완전히 제거하는 것 자체가 불가능하기 때문에 산화시험과 같은 화학반응이 포함된 시험을 하는 것이 불가능하다.
이와 같은 문제점들 때문에 종래의 고온고압 기체 가열기 내부에는 단열재와 고온 기체 유동 사이에 직접적인 접촉을 막기 위해 라이너를 설치하였었지만, 이러한 라이너는 가열기 내부의 단열재와 고온 기체 사이를 완전히 차단하지 못한다. 만약 라이너와 고온 기체 사이를 완전히 차단하게 되면 라이너와 기체계통 사이의 차압으로 인해 라이너를 압력용기로 설계해야하는 단점이 있기 때문이다.
이에 따라, 단열재로부터 발생된 불순물이 고온 기체 유동에 직접적으로 유입되지 않으면서 라이너와 기체 계통 사이의 차압을 최소화할 수 있는 고온고압 기체 가열기의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 특허등록 제10-1103978호(2012.01.02)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 기체 가열기 내부의 단열재와 기체 유동 사이를 완전히 차단하여 단열재로부터 발생된 불순물이 고온 기체 유동으로 직접적으로 유입되는 것을 방지하는 한편 라이너의 내외부의 압력차를 최소화하여 단열재를 비롯한 라이너와 압력용기의 설치 두께를 최소화함으로써 고온고압 기체 가열기의 전체 크기를 줄여 소형화시킬 수 있는 고온고압 기체 가열기를 제공하는 데에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 고온 고압 기체 가열기는, 압력용기 내에 설치되는 발열체; 상기 발열체가 수용되며 내부에는 기체가 유동되는 공간부가 형성된 라이너; 상기 압력용기와 라이너 사이에 개재되는 단열재;를 포함하되, 상기 라이너 내부의 공간부와 외부의 상기 단열재 사이는 완전히 차단되어 압력 경계를 이루도록 형성되며, 상기 압력 경계 형성으로 인한 라이너 내외부 간의 차압을 저감시킬 수 있도록 상기 라이너의 내외부는 차압저감수단을 통해 상호 연결되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 차압저감수단은, 상기 압력용기를 관통하여 상기 라이너 외부의 단열재와 상기 라이너의 입구를 연결하는 적어도 하나 이상의 우회배관을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 우회배관을 통해 배출되는 기체 중에 포함된 불순물을 정화하는 기체정화계통을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 우회배관에는 그 내부를 따라 흐르는 기체 중에 포함된 불순물을 정화하기 위한 필터가 설치될 수 있다.
또한, 상기 우회배관 상에는 라이너 내외부의 차압을 최소화하기 위한 압력조절기가 추가적으로 설치될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 고온고압 기체 가열기에 있어서 라이너의 내부공간과 라이너 외부의 단열재 사이를 라이너를 통해 완전히 차단시켜 라이너 내부의 기체 유동과 단열재 사이의 물질전달을 완벽하게 차단시키는 한편, 라이너의 내외부를 차압저감수단을 통해 상호 연결하여 라이너 내외부의 압력차를 최소화시킴으로써 라이너를 비롯한 압력용기의 설치 두께를 최소화시킬 수 있으며, 이로 인해 고온고압 기체 가열기 장치의 크기를 소형화시킬 수 있고 제작비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기한 차압저감수단으로서, 일단이 압력용기를 관통하여 라이너 외부의 단열재 부분과 연결되고 타단이 라이너의 입구에 연결되는 우회배관을 설치하고, 상기 우회배관의 일측을 고압 기체 순환계통 설비 내에 설치되어 있는 기체정화계통에 연결시켜 구성함으로써 상기 단열재로부터 발생되어 우회배관 내부로 유입되는 분진 및 불순물을 상기 기체정화계통을 통해 완벽하게 정화시킨 상태에서 라이너 입구로 공급할 수 있고, 기존 고압 기체 순환계통 설비 내에 설치되어 있던 기체정화계통 부분에 우회배관을 연결시키는 간단한 구성만으로 별도의 추가적인 정화수단 설치 없이도 저비용으로 불순물을 정화설비를 구축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 고온의 기체가 유동되는 가열기의 내부공간과 단열재 부분이 라이너를 통해 완전히 분리되어 상기 라이너 내외부 간의 물질전달이 차단되도록 구성함으로써, 기체의 유동 과정에서 단열재로부터 발생된 분진 및 불순물이 기체 가열기 내부를 따라 유동하는 기체 유동 중에 침투되어 필터나 열교환기 등의 유로를 막는 폐단을 미연에 방지할 수 있다 .
또한, 기체정화계통 입구와 기체 가열기 사이를 연결하는 우회배관 상에 필터를 설치함으로써, 단열재로부터 발생되는 분진 및 불순물이 상기 필터를 통해 걸러진 상태에서 우회배관을 거쳐 다시 기체 가열기 내부로 공급될 수 있기 때문에 단열재 분진 및 불순물이 기체 가열기 내부의 유동 기체에 직접 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 우회배관 상에 별도의 압력조절기를 설치함으로써, 상기 압력조절기를 조절하여 라이너 내외부의 압력차를 최소화하는 것이 가능해지고, 이로 인해 라이너가 고압 기체와 대기압 사이의 압력 경계가 되는 것을 방지할 수 있기 때문에 라이너의 설치 두께를 증가시킬 필요가 없다.
또한, 상기와 같이 라이너를 통해 라이너의 내부공간과 외부의 단열재 사이를 완전하게 격리시켜 라이너의 내외부 사이에 물질전달이 이루어지지 않도록 하는 한편, 우회배관을 통해 상기 라이너의 내외부 간의 압력차를 최소화시키는 것을 통해 라이너 외부에 설치되는 단열재를 Kaowool과 같이 열전도도가 매우 낮으면서도 기체유동에 취약하고 분진이 발생하기 쉬운 저렴한 단열재로 사용할 수 있기 때문에 제작비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 본 발명의 일실시 예에 따른 고온고압 기체 가열기의 전체 구성을 도시한 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 고온고압 기체 가열기의 요부 구성을 상세하게 도시한 상세도.
이하, 본 발명의 고온고압 기체 가열기 구조에 대한 일실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 본 발명의 일실시 예에 따른 고온고압 기체 가열기의 전체 구성을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고온고압 기체 가열기의 요부 구성을 상세하게 도시한 상세도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고온고압 기체 가열기(100)는, 유입부(112)와 배출부(114)가 형성된 압력용기(120)와, 상기 압력용기(120) 내부에 설치되어 열을 발생하는 발열체(140)와, 상기 발열체(140)가 수용되며 내부에 고압의 기체가 유동되는 공간부(136)가 형성된 라이너(130)와, 상기 압력용기(120)와 라이너(130) 사이에 개재되는 단열재(150)를 포함하여 구성된다.
압력용기(120)는 원통 형상의 몸체 일측에 고압의 기체가 유입되는 유입부(112)가 형성되고, 타측에는 상기 유입부(112)를 통해 유입된 고압의 기체가 발열체(140)로부터 발생되는 열에 의해 온도가 상승되어 고온 고압의 기체로 변환된 후 배출되는 배출부(114)가 형성된다.
이러한 압력용기(120)는 고온 고압 상태의 기체가 내부를 통해 이동하기 때문에 내식성과 내열성이 우수하며 고압에도 잘 견디는 금속 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 압력용기(120) 내부로 유입되는 고압의 기체는 헬륨, 질소, 네온, 아르곤 등 화학적으로 안정된 고압의 기체가 사용된다.
한편, 발열체(140)는 압력용기(120)의 내부로 유입된 고압의 기체를 가열하는 장치이다. 이러한 발열체(140)는 외부의 전류 공급장치(미도시)로부터 인가되는 전류에 의해 소정온도로 가열된다.
일반적으로 고압의 기체는 약 900℃ 이상으로 가열되기 때문에, 이러한 온도 조건에 만족하도록 고압의 기체를 가열하기 위해서는, 발열체(140) 자체의 온도가 1500℃ 이상으로 상승되어야 한다.
위와 같은 조건을 충족시킬 수 있도록 상기 발열체(140)를 최대 상승 온도가 1500℃ 이상인 탄화규소(SiC), 세라믹파이버(Ceramicfiber) 등으로 제작하여 사용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발열체(140)를 흑연(Graphite), 카본-카본 복합체(C-C Composite) 등의 재질로 구성할 수도 있다.
한편, 라이너(130)는 고온 고압의 기체와 단열재(150)가 직접적으로 접촉하는 것을 차단하여 단열재(150)의 특성이 변하는 것을 방지하도록 한다.
이와 같은 라이너(130)는 고압의 기체가 유입되는 입구(132)와, 상기 입구(132)를 통해 유입된 고압의 기체가 발열체(140)를 통해 가열되어 고온 고압의 기체로 변환된 후 배출되는 출구(134)가 형성되고, 상기 입구(132)와 출구(134) 사이에는 발열체(140)가 수용되며 고압의 기체가 유동되는 공간인 공간부(136)가 형성된다.
이러한 라이너(130)는 단열재(150)의 내면에 배치되어 내부의 발열체(140)와 공간부(136) 내부를 따라 유동하는 고온의 기체로부터 발생된 열이 외부의 단열재(150)로 직접 전달되는 것을 차단하게 되는데, 기존의 라이너 경우에는 라이너가 압력경계로 작용하는 것을 방지하기 위하여 라이너의 몸체 부분에 다수의 미세 구멍들을 형성하였기 때문에 단열재로부터 발생된 분진이 상기 라이너에 형성된 미세 구멍들을 통하여 라이너 내부로 유입되어 기체 유동과 합류되는 문제가 있었으나, 본 발명의 라이너(130)는 상기한 미세 구멍들 없이 내부의 기체 유동 공간인 공간부(136)와 라이너(130) 외부의 단열재(150) 사이가 완전하게 분리 및 차단된 구조로 형성되기 때문에 라이너(130) 내외부 간에 그 어떠한 물질전달도 이루어지지 않도록 완벽하게 차단된 상태를 유지하게 된다.
한편, 상기와 같이 라이너(130)의 내외부 사이가 완전하게 격리되는 경우에는, 라이너(130)의 내외부 사이에 압력 차가 발생하게 되어 라이너(130)가 압력경계로서 작용하기 때문에 결국 라이너(130)를 압력에 잘 견딜 수 있는 특수 재질의 두꺼운 압력용기로 설계하여야 한다. 이렇게 되면 기체 가열기의 제작비가 상승되고 크기도 증가하게 되는 문제를 발생시키게 된다. 이와 같은 문제를 방지하고자 본 발명의 고온고압 기체 가열기에서는 압력경계를 이루는 라이너(130) 내외부 간의 차압을 저감시킬 수 있도록 별도의 차압저감수단이 마련되어 있다. 이러한 차압저감수단의 구체적 구성과 관련해서는 후술하기로 한다.
본 발명에 따른 라이너(130)는 고온 고압의 환경에서도 잘 견딜 수 있는 HPM(High Performance Molybdeum)이나 고온내열합금 재질로 구성할 수 있다. 이때, 상기와 같은 차압저감수단의 설치로 인해 본 발명의 라이너(130) 내외부 간의 압력차가 최소화되기 때문에 라이너(130)를 고압에 견딜 수 있는 두께가 두꺼운 특수 재질의 압력용기로 적용하지 않고서도 구현하는 것이 가능해진다.
아울러, 라이너(130)의 설치 두께를 얇게 가져가면서 상기 라이너(130) 내외부 간의 물질전달을 비롯한 직접적인 열 전달이 차단되기 때문에 발열체(140)로부터 발생되는 열을 라이너(130)의 내부로 효과적으로 흡수할 수 있고, 이로 인해 라이너(130) 내측에 형성된 공간부(136)를 따라 이동하는 기체의 온도를 고온으로 효과적으로 상승시킬 수 있다.
단열재(150)는 압력용기(120)의 내면에 결합되어 열 경계를 형성한다. 즉, 발열체(140)로부터 발생되는 열이 단열재(150)에 차단되어 압력용기(120)의 외부로 나가는 것을 억제할 수 있으며, 따라서 고온의 열로 인해 압력용기(120)의 벽면이 가열되는 것을 억제할 수 있다.
이러한 단열재(150)로는 세라믹 계열의 단열재가 사용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 단열재(150)로서 세라믹 단열재보다 열전도도가 낮은 Kaowool(카올린사 섬유의 상표명) 타입의 단열재가 사용될 수 있다.
상기 Kaowool 타입의 단열재는 열전도도가 매우 낮고 가격이 저렴한 장점이 있는 반면, 기체 유동에 취약하고 분진이 발생하기 쉬운 단점이 있다. 그러나, 상술한 본 발명의 라이너(130) 구조를 적용하게 되면 라이너(130)의 내부공간과 단열재(150) 사이가 완벽하게 격리되어 라이너(130) 내외부 사이에 어떠한 물질전달도 이루어지지 않기 때문에 라이너(130) 내부의 빠른 기체 유속과 온도 상승으로 인하여 단열재(150)의 섬유구조가 깨져 발생하는 분진 등의 불순물이 라이너(130) 내부 공간을 이동하는 유동 기체에 침투되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 라이너()의 외부에 설치되는 단열재(150)를 Kaowool과 같이 기체 유동에 취약하고 분진이 발생하기 쉬운 저렴한 단열재로 사용하는 것이 가능해지기 때문에 제작비용을 절감시킬 수 있다.
한편, 앞서 언급했던 바와 같이 단열재(150)의 내측에 장착되는 금속 재질의 라이너(130)는 외부의 단열재(150) 부분과 기체가 이동하는 경로인 내부의 공간부(136) 사이에서 압력경계를 형성하기 때문에 상기 라이너(130) 내외부 간에 차압이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 고온고압 기체 가열기(100)에는 압력경계를 이루는 라이너(130)의 내외부 간의 차압을 저감시킬 수 있도록 차압저감수단이 구비된다.
상기 차압저감수단은 라이너(130) 외부의 단열재(150) 부분에서 발생되는 분진, 불순물 등이 포함된 기체를 압력용기(120) 외부로 우회시켜 정화한 후, 고압 기체가 유입되는 압력용기(120)의 유입부(112) 측으로 합류되도록 구성되어 라이너(130)의 내외부 간의 압력차를 최소화시키는 역할을 담당한다.
이러한 차압저감수단의 일 예로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 압력용기(120)의 외부에 단열재(150)로부터 발생되는 불순물을 제거하기 위한 기체정화계통(160)을 구성하고, 상기 기체정화계통(160)의 입구(162)와 압력용기(120) 내부의 단열재(150) 부분을 우회배관(170)을 통해 상호 연결되도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 우회배관(170)은 압력용기(120)를 관통하도록 설치된다. 그리고, 상기 우회배관(170)의 일측은 압력용기(120)와 라이너(130) 사이에 개재되는 단열재(150) 부분에 위치하도록 설치되고, 타측은 기체정화계통(160)의 입구(162) 측으로 연결되도록 설치된다. 그리고, 상기 기체정화계통(160)의 출구(164) 측은 또 다른 우회배관(190)을 통해 라이너(130)의 입구(132) 측과 연결되도록 설치된다.
이와 같은 구조로 설치하게 되면, 라이너(130)의 내외부의 압력 차에 따라 단열재(150) 부분에 위치한 우회배관(170)으로부터 라이너(130)의 입구(132) 측과 연결된 우회배관(190)으로 기체의 흐름이 유도된다.
이에 따라, 상기 압력용기(120) 내부의 단열재(150) 부분에서 발생되는 분진 등의 불순물은 우회배관(170)을 통해 기체정화계통(160)으로 유입되어 불순물이 정화된 상태에서 다시 기체정화계통(160)의 출구(164) 측에 연결된 우회배관(190)을 통해 배출되어 라이너(130)의 입구(132) 측으로 유입되는 고압의 기체와 합류하게 된다. 따라서, 단열재(150)의 분진 및 불순물이 기체 가열기(100) 내부의 유동 기체에 직접 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 기체정화계통(160)은 본 발명의 고온고압 기체 가열기를 포함하는 고압 기체 순환계통 설비 내에 설치되어 있는 기체정화수단이 이용될 수 있다. 즉, 고압 기체 순환계통 설비 내에 설치되어 있는 기체정화계통(160)의 입구와 출구 측 부분에 우회배관(170)(190)을 연결시켜 구성함으로써, 별도의 추가적인 정화수단 설치 없이 저렴한 비용으로 불순물을 정화설비를 구축할 수 있다.
그리고, 상기 기체정화계통(160)과 단열재(150) 사이를 연결하는 우회배관(170) 상에는 별도의 추가적인 필터(180)가 설치될 수 있다. 이와 같은 필터(180)의 설치로 인해 단열재(150)로부터 발생되는 분진 및 불순물이 상기 필터(180)를 통해 걸러진 상태에서 기체정화계통(160)으로 유입될 수 있기 때문에, 기체정화계통(160) 내에서 불순물 처리시 과도한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있고, 기체 중에 포함된 불순물의 제거효율을 극대화시킬 수 있다.
아울러, 상기 우회배관(170)(190) 상에는 라이너(130) 내외부의 차압을 최소화하기 위한 압력조절기(도면에 도시되지 않음)가 설치될 수도 있다. 이와 같이 우회배관(170)(190) 상에 별도의 압력조절기를 설치하게 되면, 상기 압력조절기를 통해 라이너(130) 내외부의 차압을 최소화하는 것이 가능해지고, 라이너(130)가 고압 기체와 대기압 사이에서 압력경계가 되는 것을 방지할 수 있기 때문에 라이너(130)의 설치 두께를 증가시킬 필요가 없다.
상기와 같은 방식으로 차압저감수단을 구성하게 되면, 라이너(130)의 외부에 위치한 단열재(150) 부분이 2개의 우회배관(170)(190)과 이들 사이에 연결된 기체정화계통(160)을 통해 라이너(130)의 내부 입구(132) 측과 연통되어 라이너(130)의 내외부 간에 발생되는 차압을 최소화할 수 있다.
아울러, 고온의 단열재(150) 부분과 저온의 라이너 입구(132) 부분의 온도차에 의해 상기 단열재(150) 부분의 고온의 열이 상기 우회배관(170)(190)을 통해 저온 상태의 라이너 입구(132) 측으로 배출되기 때문에 단열재(150) 부분에서 과도한 온도상승이 이루어지는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 고온고압 기체 가열기(100)에 있어서 라이너(130)의 내부공간과 라이너(130) 외부의 단열재(150) 사이를 라이너(130)를 통해 완전히 차단시켜 라이너(130) 내부의 기체 유동과 단열재(150) 사이의 물질전달을 완벽하게 차단시키는 한편, 라이너(130)의 내외부를 차압저감수단을 통해 상호 연결하여 라이너(130) 내외부의 압력차를 최소화시킴으로써, 라이너(130)를 비롯한 압력용기(120)의 설치 두께가 최소화되어 고온고압 기체 가열기(100) 장치의 소형화를 구현할 수 있고, 라이너(130) 외부에 설치되는 단열재(150)를 Kaowool과 같이 열전도도가 매우 낮으면서도 기체유동에 취약하고 분진이 발생하기 쉬운 저렴한 단열재로 사용하는 것이 가능해지기 때문에 제작비를 절감시킬 수 있다.
또한, 상기 단열재(150) 부분의 고온의 열이 우회배관(170)(190)을 거쳐 라이너 입구(132) 측으로 제공되어 라이너(130)의 입구(132)로 유입되는 저온 고압 기체를 가열하는 것이 가능해지기 때문에, 예열 효과로 인해 발열체(140)에 의한 기체 가열시간이 짧아지고 발열체(140)에 인가되는 전력량이 줄어들어 전력에너지 소비를 절감시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100 : 기체 가열기 112 : 유입부
114 : 배출부 120 : 압력용기
130 : 라이너 140 : 발열체
150 : 단열재 160 : 기체정화계통
170,190 : 우회배관 180 : 필터

Claims (5)

  1. 압력용기(120) 내에 설치되는 발열체(140);
    상기 발열체(140)가 수용되며, 내부에는 기체가 유동되는 공간부(136)가 형성된 라이너(130);
    상기 압력용기(120)와 라이너(130) 사이에 개재되는 단열재(150);를 포함하되,
    상기 라이너(130) 내부의 공간부(136)와 외부의 상기 단열재(150) 사이는 완전히 차단되어 압력 경계를 이루도록 형성되며,
    상기 압력용기(120)를 관통하여 상기 단열재(150) 부분과 상기 라이너(130)의 입구(132) 부분을 상호 연결하는 적어도 하나 이상의 우회배관이 설치되되, 상기 우회배관은 고압 기체 순환계통 설비 내에 설치된 기체정화계통(160) 부분과 연결 설치되어, 상기 단열재(150) 부분의 불순물이 포함된 기체를 상기 우회배관을 통해 압력용기(120) 외부로 우회시켜 상기 기체정화계통(160)에서 정화한 후, 고압 기체가 유입되는 상기 라이너(130)의 입구(132) 측으로 합류하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고온 고압 기체 가열기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 우회배관에는 그 내부를 따라 흐르는 기체 중에 포함된 불순물을 정화하기 위한 필터(180)가 설치된 것을 특징으로 하는 고온 고압 기체 가열기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 우회배관 상에는 상기 라이너(130) 내외부의 차압을 최소화하기 위한 압력조절기가 설치된 것을 특징으로 하는 고온 고압 기체 가열기.
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