KR102524261B1 - 고온재생기 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 아우터 셀과; 아우터 셀 내부에 배치된 이너 셀과; 아우터 셀의 내부로 희용액을 공급하는 희용액 공급관과; 이너 셀 내부로 연소가스를 발생하는 버너와; 아우터 셀과 이너 셀 사이에 배치되어 희용액과 연소가스를 열교환하는 판형 열교환기와; 판형 열교환기를 통과한 연소가스를 안내하는 배기 덕트를 포함하고, 판형 열교환기는 연소가스의 유동방향과 직교한 방향으로 적층된 다수의 단위 전열유닛을 포함하고, 단위 전열유닛은 일단이 연결되고 타단이 접합된 한 쌍의 전열 바디 사이에 연소가스가 통과하는 이너통로가 수평 방향으로 길게 형성되며, 전열 바디에는 인접한 타 단위 전열유닛과 접합되는 접합 바디가 형성되고, 다수의 단위 전열유닛 중 서로 인접한 단위 전열유닛의 사이에는 아우터 셀 내부의 희용액이 수용되는 희용액공간이 수직방향으로 개방되어, 얇은 판을 연속적으로 접어 구부리는 경우 보다 제조가 용이하고, 신뢰성이 높은 이점이 있다.

Description

고온재생기{Regenerator}
본 발명은 고온재생기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡수식 냉동기에서 설치되고 버너에서 발생된 연소가스를 이용하여 흡수액에서 냉매를 분리하는 고온재생기에 관한 것이다.
흡수식 냉동기는 증발기와 흡수기와 응축기와 재생기를 포함하여 냉방 또는 난방을 수행할 수 있는 기기이다.
흡수식 냉동기는 냉매에 기계적인 압축을 이용하지 않고, 냉매가 흡수기와 재생기에서 흡수액에 흡수, 재생되는 과정을 이용할 수 있고, 냉매는 흡수, 재생, 응축, 증발 과정을 반복할 수 있다.
흡수식 냉동기는, 주로 LPG, LNG 등과 같은 가스 또는 연료를 열원으로 하고 흡수액(예를 들어, 리튬브로마이드(LiBr) 수용액)을 이용하여 냉매(즉, 물)을 흡수, 재생, 응축, 증발하는 사이클을 수행할 수 있고, 증발기가 냉수를 생성하거나, 응축기가 온수를 생성할 수 있다.
KR 10-2013-0089503 A (2013년08월12일 공개) JP 특개평5-256536 A (1993년10월05일 공개)
종래 기술에 따른 고온재생기는 판형 열교환기가 얇은 판을 연속적으로 접어 구부려 자바라 핀을 형성하므로, 판형 열교환기의 제조가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 제조가 용이하고 신뢰성이 높은 판형 열교환기를 갖는 고온재생기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 아우터 셀과; 상기 아우터 셀 내부에 배치된 이너 셀과; 상기 아우터 셀의 내부로 희용액을 공급하는 희용액 공급관와; 상기 이너 셀 내부로 연소가스를 발생하는 버너와; 상기 아우터 셀과 이너 셀 사이에 배치되어 상기 희용액과 연소가스를 열교환하는 판형 열교환기와; 상기 판형 열교환기를 통과한 연소가스를 안내하는 배기 덕트를 포함하고, 상기 판형 열교환기는 상기 연소가스의 유동방향과 직교한 방향으로 적층된 다수의 단위 전열유닛을 포함하고, 상기 단위 전열유닛은 일단이 연결되고 타단이 접합된 한 쌍의 전열 바디 사이에 상기 연소가스가 통과하는 이너통로가 수평 방향으로 길게 형성되며, 상기 전열 바디에는 인접한 타 단위 전열유닛과 접합되는 접합 바디가 형성되고, 상기 다수의 단위 전열유닛 중 서로 인접한 단위 전열유닛의 사이에는 상기 아우터 셀 내부의 희용액이 수용되는 희용액공간이 수직방향으로 개방된다.
상기 한 쌍의 전열 바디 각각은 요철부가 형성된 전열판부와; 상기 전열판부의 일단에 절곡되고 타 전열바디와 연결되는 일단 연결부와; 상기 전열판부의 타단에 절곡되고 타 전열바디와 접합되는 타단 접합부를 포함하며, 상기 요철부는 타 전열바디의 전열판부와 슬라이드 가능하게 접촉될 수 있다.
상기 접합 바디는 상기 전열판부에서 인접한 타 단위 전열유닛의 전열판부를 향해 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부에서 상기 희용액공간의 반대방향으로 절곡되어 접합되는 아우터 접합부를 포함할 수 있다.
상기 희용액공간은 인접한 단위 전열유닛의 서로 마주보는 전열바디와 상기 전열바디에서 돌출된 접합바디에 의해 형성될 수 있다.
상기 다수의 단위 전열유닛의 상부 양측에 끼워지는 한 쌍의 어퍼 서포터와, 상기 다수의 단위 전열유닛의 하부 양측에 끼워지는 한 쌍의 로어 서포터를 포함할 수 있다.
상기 배기 덕트는 상기 판형 열교환기의 옆에 위치하는 로어 배기 덕트부와, 상기 로어 배기 덕트부에서 돌출된 어퍼 배기 덕트부를 포함할 수 있고, 상기 로어 배기 덕트부에는 개폐 가능하고 상기 판형 열교환기의 일면을 마주보는 덕트 도어가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 얇은 판을 연속적으로 접어 구부리는 경우 보다 제조가 용이하고, 신뢰성이 높은 이점이 있다.
또한, 배기 덕트를 통해 판형 열교환기를 세척하기 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고온재생기가 적용된 흡수식 냉동기 일예의 구성이 도시된 도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고온재생기가 도시된 사시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고온재생기의 내부가 도시된 일부 절결 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 A-A선 단면도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고온 재생기의 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 고온재생기의 분해 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 다수의 단위 전열유닛이 적층되기 이전의 분해 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 한 쌍의 전열 바디가 접합되기 이전의 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고온재생기가 적용된 흡수식 냉동기 일예의 구성이 도시된 도이다.
본 실시예의 고온재생기(20)는 이중효용 흡수식 냉동기에 적용될 수 있다.
고온재생기(20)가 적용된 흡수식 냉동기(이하, 흡수식 냉동기라 칭함)는 흡수기(10), 고온재생기(20), 저온재생기(30), 응축기(40) 및 증발기(50)를 포함할 수 있다. 흡수식 냉동기는 저온열교환기(60)와 고온열교환기(70)를 더 포함할 수 있다.
흡수기(10)는 증발기(50)에서 증발된 기상냉매를 흡수액에 흡수시키는 것으로, 기상냉매가 흡수액에 흡수되는 흡수영역(11)이 내부에 형성될 수 있다. 흡수기(10)는 흡수영역(11)으로 흡수액을 분사하는 흡수액분사부(12)를 포함할 수 있다.
흡수기(10)는 냉각수가 통과하는 냉각수관(13)을 포함할 수 있다. 냉각수관(13)은 적어도 일부가 흡수영역(11)에 위치될 수 있다.
증발기(50)의 증발영역(51)에서 흡수영역(11)으로 이동된 기상냉매는 흡수액분사부(12)에서 분사된 흡수액에 흡수될 수 있고, 기상냉매가 흡수액에 흡수될 때 발생된 열은 흡수기(10)의 냉각수관(13)으로 전달될 수 있다.
흡수액분사부(12)를 통해 분사되는 흡수액은 저온 재생기(30)에서 냉매와 분리된 농용액일 수 있고, 흡수액분사부(12)에서 흡수영역(11)으로 분사된 농용액은 흡수영역(11)에서 기상냉매가 흡수됨에 따라 희용액으로 바뀔 수 있다.
흡수기(10)의 희용액은 고온재생기(20)로 유동되어 고온재생기(20)에서 냉매와 분리될 수 있다.
흡수기(10)에는 냉매가 흡수된 희용액을 안내하는 희용액 배관(14)이 연결될 수 있다. 희용액 배관(14)은 흡수기(10)에서 고온재생기(20)을 향해 유동되는 흡수액이 통과할 수 있다. 희용액 배관(14)에는 희용액을 펌핑시키는 펌프(15)가 설치될 수 있다.
희용액 배관(14)은 저온열교환기(60)의 후술하는 제1유로(61)에 연결되어 저온열교환기(60)의 제1유로(61)로 희용액을 안내할 수 있다. 희용액 배관(14)은 후술하는 희용액 공급관(220)에 연결되어 희용액을 희용액 공급관(220)으로 안내하는 것도 가능함은 물론이다.
고온재생기(20)는 외관을 형성하는 아우터 쉘(200)을 포함할 수 있다. 고온재생기(20)는 흡수기(10)에서 유동된 희용액을 아우터 쉘(200)의 내부로 공급하는 희용액 공급관(220)을 포함할 수 있다. 고온재생기(20)는 흡수액을 가열하기 위한 연소가스를 발생하는 버너(230)을 포함할 수 있다.
흡수기(10)에서 유동된 희용액(즉, 냉매를 상대적으로 많이 포함하는 흡수액)은 버너(230)에서 발생된 연소가스에 의해 가열될 수 있고, 흡수액에 흡수되었던 냉매는 연소가스의 열을 흡열하여 흡수액으로부터 분리될 수 있다. 냉매증기가 분리된 흡수액은 중간 농도의 흡수액(즉, 중간용액)으로 변할 수 있다.
고온재생기(20)는 희용액과 연소가스를 열교환하는 열교환기를 포함할 수 있고, 이러한 열교환기는 흡수액과 연소가스가 판 형상의 전열 바디에 의해 열교환되는 판형 열교환기(240, 도 3 내지 도 4 참조)로 구성될 수 있다.
한편, 고온재생기(20)는 연소가스를 고온재생기(20) 외부로 안내하는 배기 덕트(250)을 더 포함할 수 있다.
고온재생기(20)에는 흡수액과 분리된 기상냉매를 저온재생기(30)로 안내하는 냉매증기관(21)이 연결될 수 있다.
고온재생기(20)에는 기상냉매와 분리된 중간용액이 안내되는 중간용액배관(22)이 연결될 수 있다. 중간용액배관(22)은 고온재생기(20)에서 저온재생기(30)을 향해 유동되는 흡수액이 통과할 수 있다. 중간용액배관(22)는 고온열교환기(70)의 후술하는 제4유로(72)에 연결되어 고온열교환기(70)의 제4유로(72)로 중간용액을 안내할 수 있다. 중간용액배관(22)은 저온재생기(30)의 흡수액분사부(33)에 연결되어 중간용액을 후술하는 흡수액분사부(33)로 안내하는 것도 가능하다.
저온재생기(30)은 내부에 재생공간(31)이 형성될 수 있다. 저온재생기(30)는 적어도 일부가 재생공간(31)에 위치하고 고온재생기(20)에서 유동된 기상냉매가 통과하는 증기냉매관(32)를 포함할 수 있다. 저온재생기(30)는 고온재생기(20)에서 유동된 중간용액을 재생공간(31)으로 분사하는 흡수액분사부(33)를 포함할 수 있다.
저온재생기(30)에는 재생공간(31)에서 냉매와 분리된 농용액을 안내하는 농후용액 배관(34)이 연결될 수 있다. 농후용액 배관(34)는 저온재생기(30)에서 흡수기(10)로 유동되는 흡수액을 안내할 수 있다. 농후용액 배관(34)는 저온 열교환기(60)의 후술하는 제2유로(62)에 연결되어 농후용액을 저온 열교환기(60)의 제2유로(62)로 안내할 수 있다. 농후용액 배관(34)은 흡수기(10)의 흡수액분사부(12)에 연결되어 저온재생기(3)의 농용액을 흡수기(10)의 흡수액분사부(12)로 안내하는 것도 가능하다.
저온재생기(30)에는 증기냉매관(32)을 통과한 냉매를 응축기(40)의 응축영역(41)로 안내하는 응축기 연결배관(35)이 연결될 수 있다.
응축기(40)는 내부에 냉매가 응축되는 응축영역(41)이 형성될 수 있다. 응축기(40)는 적어도 일부가 응축영역(41)에 배치되고 저온재생기(30)에서 이동된 냉매가 냉각수와 열교환되는 냉각수관(42)을 포함한다.
응축기(40)의 냉각수관(42)은 흡수기(10)의 냉각수관(13)과 냉각수관 연결배관(43)으로 연결될 수 있고, 냉각수는 흡수기(10)의 냉각수관(13)과, 냉각수관 연결배관(43)과, 응축기(40)의 냉각수관(42)를 순차적으로 통과할 수 있다.
응축기(40)에는 응축공간(41)에서 응축된 냉매를 증발기(50)의 증발영역(51)으로 안내하는 증발기 연결배관(44)이 연결될 수 있다.
증발기(50)는 내부에 응축기(40)에서 유동된 냉매가 증발되는 증발영역(51)이 형성될 수 있다. 증발기(50)는 적어도 일부가 증발영역(51)에 배치되고 증발영역(51)의 냉매와 열교환되는 냉수가 통과하는 냉수관(53)를 포함할 수 있다.
저온 열교환기(60)는 흡수기(10)에서 유동된 희용액이 통과하는 제1유로(61)와, 저온재생기(30)에서 유동된 농용액이 통과하는 제2유로(62)를 포함할 수 있다. 제1유로(61)을 통과하는 희용액과 제2유로(82)를 통과하는 농용액은 저온열교환기(60)에서 서로 열교환될 수 있다.
저온열교환기(60)에는 제1유로(61)를 통과한 냉매를 고온 열교환기(70)의 후술하는 제3유로(71)로 안내하는 열교환기 연결배관(63)이 연결될 수 있다.
저온 열교환기(60)에는 제2유로(62)를 통과한 농용액을 흡수기(10)의 흡수액분사부(12)로 안내하는 흡수기 연결배관(64)이 연결될 수 있다.
고온 열교환기(70)는 저온열교환기(60)의 제1유로(61)에서 유동된 희용액이 통과하는 제3유로(71)와, 고온재생기(20)에서 유동된 중간용액이 통과하는 제4유로(72)를 포함할 수 있다. 제3유로(71)를 통과하는 희용액과 제4유로(72)를 통과하는 중간용액은 고온열교환기(70)에서 서로 열교환될 수 있다.
고온 열교환기(70)에는 제3유로(71)를 통과한 희용액을 고온재생기(20)의 희용액공급관(220)으로 안내하는 고온재생기 연결배관(73)이 연결될 수 있다.
고온 열교환기(70)에는 제4유로(72)를 통과한 중간용액을 저온재생기(30)의 흡수액분사부(33)로 안내하는 저온 재생기 연결배관(74)이 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고온재생기가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고온재생기의 내부가 도시된 일부 절결 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 A-A선 단면도이다.
고온재생기(20)는 아우터 셀(200)과; 이너 쉘(210)과, 희용액 공급관(220)과, 버너(230, 도 1 참조)와; 판형 열교환기(240)와, 배기 덕트(250)을 포함한다.
아우터 쉘(200)는 고온재생기(20)의 외관을 형성할 수 있다. 아우터 쉘(200)은 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 아우터 쉘(220)의 내부에는 흡수액이 담겨질 수 있는 공간(202)이 형성될 수 있다. 아우터 쉘(220)은 적어도 하나의 지지다리(203)(204)에 올려질 수 있다.
아우터 쉘(200)는 내부에 공간(202)이 형성된 쉘 바디(205)와, 쉘 바디(205)의 일단을 막는 적어도 하나의 제1사이드 바디(206)(207)과, 쉘 바디(205)의 타단을 막는 제2사이드 바디(208)을 포함할 수 있다.
쉘 바디(205)는 상단의 높이가 상이한 복수개의 쉘 바디부(205A)(205B)를 포함할 수 있다.
복수개의 쉘 바디부 중 어느 하나인 제1 쉘 바디부(205A)는 하부가 라운드지고 상면이 개방될 수 있다.
복수개의 쉘 바디부 중 다른 하나인 제2 쉘 바디부(205B)는 제1쉘바디(205A) 보다 상단의 높이가 높을 수 있다. 제2 쉘 바디부(205B)는 하부 및 상부가 라운드질 수 있다.
제1사이드 바디(206)(207)은 제1 쉘바디부(205A)의 일측단을 덮는 로어 제1사이드 바디(206)과, 제2쉴 바디부(205B)의 일측단을 덮는 어퍼 제1사이드 바디(207)를 포함한다.
제2사이드 바디(208)는 제1사이드 바디(206)(207) 각각 보다 크게 형성될 수 있다.
제2사이드 바디(208)는 제1사이드 바디(206)(207)의 반대편에서 제2쉘 바디부(205B)의 타단을 덮을 수 있다.
아우터 쉘(200)은 제1 쉘 바디부(205A)의 상부에 배치된 탑 커버(209)를 더 포함할 수 있다. 탑 커버(209)는 로어 제1사이드 바디(206)의 상부와 어퍼 제1사이드 바디(207) 하부 사이를 막을 수 있다.
어퍼 제1사이드 바디(207)의 옆이면서 탑 커버(209)의 상측에는 배기 덕트(250)이 수용될 수 있는 배기 덕트 수용공간이 형성될 수 있다.
이너 쉘(210)은 아우터 셀(200) 내부에 배치될 수 있다. 이너 쉘(210)은 아우터 쉘(200)의 내부에 수평 방향으로 길게 배치될 수 있다. 이너 쉘(210)은 내부에 연소가스가 통과하는 통로(212)가 형성될 수 있다. 이너 쉘(210)의 외면과 아우터 쉘(200)의 내면 사이에는 흡수액이 채워지는 공간이 형성될 수 있다.
이너 쉘(210)은 일측에 연소가스가 유입되는 연소가스 입구(213)이 형성될 수 있다.
이너 셀(210)은 판형 열교환기(240)의 아래에 배치되는 제1이너 쉘부(210A)와, 제1이너 쉘부(210A)의 일부에서 상측 방향으로 돌출되게 연장되어 판형 열교환기(240)의 옆에 배치된 제2이너 쉘부(210B)를 포함할 수 있다.
제1이너 쉘부(210A)는 아우터 쉘(200)의 내측 하부에 수평 방향으로 길게 배치될 수 있다.
연소가스 입구(213)은 제1이너쉘부(210A)의 일측에 형성될 수 있고, 제2이너 쉘부(210B)는 제1이너쉘부(210A) 중 연소가스 입구(213)의 반대편에서 상측 방향으로 돌출될 수 있다.
제2이너 쉘부(210B)는 저면이 개방되어 제1이너 쉘부(210A)와 통할 수 있다. 제2이너 쉘부(210B)는 전면과 후면과 상면 각각이 막힌 형상일 수 있다. 제2이너 쉘부(210B)는 좌측면과 우측면 중 판형 열교환기(230)과 더 근접한 일면에 연소가스가 판형 열교환기(230)로 유동되기 위해 통과하는 개구부가 형성될 수 있다. 그리고, 제2이너 쉘부(210B)는 좌측면과 우측면 중 개구부가 형성된 면의 반대면이 막힌 형상일 수 있다.
버너(230)에 의해 발생된 연소가스는 연소가스 입구(213)를 통해 제1이너 쉘부(210A)로 유입될 수 있고, 연소가스는 제1이너 쉘부(210A)의 내부에서 제2이너 쉘부(210B)의 내부로 유동된 후, 판형 열교환기(230)로 유입될 수 있다.
희용액 공급관(220)은 아우터 셀(200)의 내부로 희용액을 공급할 수 있다.
희용액 공급관(220)은 아우터 쉘(200)의 내측 상부에 배치되어 아우터 쉘(200)의 내부로 희용액을 분사할 수 있다.
희용액 공급관(220)은 적어도 일부가 판형 열교환기(250)의 상측에 배치될 수 있고, 희용액 공급관(220)에서 분사된 희용액은 판형 열교환기(250)의 상면을 향해 낙하될 수 있다. 희용액 공급관(220)은 제2이너 쉘부(220)의 상측에서 판형 열교환기(250)의 상측까지 길게 배치될 수 있다. 희용액 공급관(220)에는 다수의 흡수액 공급홀이 형성될 수 있다. 다수의 흡수액 공급홀은 희용액 공급관(220)의 길이방향으로 서로 이격될 수 있다.
버너(230, 도 1 참조)는 이너 셀(210)의 내부로 연소가스를 발생할 수 있다.
판형 열교환기(240)는 아우터 셀(200)과 이너 셀(210) 사이에 배치되어 희용액과 연소가스를 열교환할 수 있다. 판형 열교환기(240)는 이너 쉘(210)의 제1이너 쉘부(210A) 상측에 위치되게 배치될 수 있다.
판형 열교환기(240)는 이너 쉘(210)의 일부와 배기 덕트(250)의 사이에 배치될 수 있다. 판형 열교환기(240)는 수평 방향으로 제2이너 쉘부(210B)와 배기 덕트(250)의 사이에 위치되게 배치될 수 있다.
판형 열교환기(240)는 이너 쉘(210)에서 유동된 배기가스가 수평방향으로 통과하는 이너통로가 형성될 수 있다. 그리고, 판형 열교환기(240)에는 아우터 쉘(200) 내부의 희용액이 수용되는 희용액공간이 수직방향으로 개방되게 형성될 수 있다.
배기 덕트(250)는 판형 열교환기(240)를 통과한 연소가스를 안내할 수 있다. 배기 덕트(250)는 판형 열교환기(240)의 옆에 위치되게 배치될 수 있다.
배기 덕트(250)는 판형 열교환기(240)에서 유출된 연소가스를 안내하는 것으로서, 판형 열교환기(240)의 옆에 위치되는 로어 배기 덕트부(252)와, 로어 배기 덕트부(252)에서 돌출된 어퍼 배기 덕트부(254)를 포함할 수 있다.
판형 열교환기(240)는 로어 배기 덕트부(252)와 제2이너 쉘부(220B)의 사이에 배치될 수 있고, 제2 이너 쉘부(210B)에서 판형 열교환기(240)로 유동된 연소가스는 판형 열교환기(240)를 통과한 후 로어 배기 덕트부(252)로 유동될 수 있고, 로어 배기 덕트부(252)로 유동된 연소가스는 어퍼 배기 덕트부(254)를 통해 외부로 배기될 수 있다.
배기 덕트(250)는 탑 커버(209)의 상측에 배치될 수 있고, 고온재생기는 컴팩트화될 수 있다.
로어 배기 덕트부(252)에는 개폐 가능한 덕트 도어(256)가 설치될 수 있다. 덕트 도어(256)는 로어 배기 덕트부(252)에 회전 또는 슬라이드되게 배치될 수 있고, 덕트 도어(256)의 개방시 로어 배기 덕트(252)의 내부는 개방될 수 있다.
덕트 도어(256)는 로어 배기 덕트부(252)에 판형 열교환기(240)의 일면을 마주보게 배치될 수 있다. 덕트 도어(256)를 개방했을 때, 판형 열교환기(240)는 로어 배기 덕트부(252)를 통해 외부에서 보일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고온 재생기의 사시도이고, 도 6는 도 5에 도시된 고온재생기의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 다수의 단위 전열유닛이 적층되기 이전의 분해 사시도, 도 8은 도 7에 도시된 한 쌍의 전열 바디가 접합되기 이전의 사시도이다.
판형 열교환기(240)는 연소가스의 유동방향(X)과 직교한 방향(Y)으로 적층된 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)을 포함한다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각은 연소가스가 통과하는 이너통로(340)를 갖을 수 있다.
이너통로(340)는 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각에 수평 방향으로 개방될 수 있다.
판형 열교환기(240)는 이너통로를 갖는 단위 전열유닛의 복수개가 결합되어 구성되므로, 다수의 이너통로(340)를 포함할 수 있다.
이너 쉘(210)에서 판형 열교환기(240)로 유동된 연소가스는 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각과 열교환되면서 다수의 이너통로(340)를 통과할 수 있다.
단위 전열유닛(301 내지 308)은 한 쌍의 전열 바디(320)(330) 사이에 연소가스가 통과하는 이너통로(340)가 형성될 수 있다.
이너통로(340)는 한 쌍의 전열 바디(320)(330) 사이에 수평 방향으로 길게 형성될 수 있다.
한 쌍의 전열 바디(320)(330)는 일단(310)이 연결되고 타단(312)이 접합될 수 있다. 단위 전열유닛(301 내지 308)은 도 8에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전열 바디(320)(330)가 하나의 바디로 성형되어 준비될 수 있고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전열 바디(320)(330)가 서로 마주보게 절곡될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 서로 이격되어 있던 타단(312)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 접촉될 수 있고, 타단(312)이 접촉된 한 쌍의 전열 바디(320)(330)의 사이에는 이너통로(340)가 형성될 수 있다.
한 쌍의 전열 바디(320)(330)은 일단(310)이 접힘 라인에 의해 연결되게 제조될 수 있고, 타단(312)이 도 8에 도시된 바와 같이, 분리된 상태에 있다가 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 접촉될 수 있다.
단위 전열유닛을 구성하는 한 쌍의 전열 바디(320)(330) 각각은 요철부(323)가 형성된 전열판부(324)와; 전열판부(324)의 일단에 절곡되고 타 전열바디와 연결되는 일단 연결부(326)와, 전열판부(324)의 타단에 절곡되고 타 전열바디와 접합되는 타단 접합부(328)를 포함한다.
요철부(323)는 타 전열바디의 전열판부(324)과 슬라이드 가능하게 접촉될 수 있다.
이너통로(340)는 일단 연결부(326)와 타단 접합부(328) 사이에 형성될 수 있다.
한 쌍의 전열 바디(320)(330) 각각의 타단 접합부(328)은 브레이징 접합 등의 공법으로 접합될 수 있다.
판형 열교환기(240)는 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)이 적층된 상태에서, 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)이 서로 접합될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각은 인접한 타 단위 전열유닛과 접촉되게 접합될 수 있고, 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)은 아우터 쉘(200) 내부에 서로 이격되게 배치된 경우 보다 견고하게 지지될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)은 인접한 타 단위 전열유닛과 접합되는 것에 의해, 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 전체가 일체화될 수 있고, 일체화된 상태에서 아우터 쉘(200) 내부에 장착될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)의 접합에 대해 좀 더 상세히 설명하면, 다수의 단위 전열유닛 (301 내지 308) 중 하나(302)는 한 쌍의 타 단위 전열유닛(301)(303) 사이에 배치될 수 있고, 이러한 단위 전열유닛(302)은 인접한 한 쌍의 타 단위전열유닛(301)(303) 각각과 접합될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 중 최외곽 단위 전열유닛은 하나의 타 단위 전열유닛과 접합될 수 있고, 최외곽 단위 전열유닛 사이에 위치하는 단위 전열유닛은 인접한 한 쌍의 단위 전열유닛과 각각 접합될 수 있다.
전열 바디(320)(330)에는 인접한 타 단위 전열유닛과 접합되는 접합 바디(322)가 형성될 수 있다.
접합 바디(322)는 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)의 각각에 형성될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 중 서로 인접한 단위 전열유닛의 사이에는 아우터 셀(200) 내부의 희용액이 수용되는 희용액공간(350)이 형성될 수 있다. 희용액공간(350)은 서로 인접한 단위 전열유닛 사이에 수직방향(Z)으로 개방될 수 있다.
접합 바디(322)는 전열판부에서 인접한 타 단위 전열유닛의 전열판부를 향해 돌출된 돌출부(322A)와, 돌출부(322A)에서 희용액공간(350)의 반대방향으로 절곡되어 접합되는 아우터 접합부(322B)를 포함할 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각의 아우터 접합부(322B)는 브레이징 접합 등의 공법으로 접합될 수 있다.
희용액공간(350)은 서로 인접한 단위 전열유닛의 서로 마주보는 전열바디와, 이러한 전열바디에서 돌출된 접합바디(322)에 의해 형성될 수 있다.
고온재생기(20)는 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)에 끼워지는 적어도 하나의 단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354)를 더 포함할 수 있다.
고온재생기는 다수의 단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354)을 포함할 수 있고, 다수의 단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354) 각각은 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)의 각각과 끼워질 수 있다. 단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354)는 연소가스나 흡수액의 유동을 방해하지 않는 위치에 끼워지는 것이 바람직하다.
단위 전열유닛(351)(352)(353)(354)에는 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각에 형성된 접합 바디(322)의 일부가 삽입되어 끼움되는 끼움홈(355)이 형성될 수 있다.
단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354)가 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)과 끼워졌을 때, 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)은 단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354)에 의해 상호 고정될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛 서포터(351)(352)(353)(354)는 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)의 상부 양측에 끼워지는 한 쌍의 어퍼 서포터(351)(352)와, 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)의 하부 양측에 끼워지는 한 쌍의 로어 서포터(353)(354)를 포함할 수 있다.
어퍼 서포터(351)(352)와 로어 서포터(353)(354) 각각의 높이는 단위 전열유닛(301 내지 308) 높이의 1/2 미만이다.
한편, 고온재생기는 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 중 최외곽 단위 전열유닛에 밀착되는 한 쌍의 실링부재(361)(362)를 더 포함할 수 있다. 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)은 한 쌍의 실링부재(361)(362)에 의해 그 적층 방향으로 서로 밀착될 수 있다.
한 쌍의 실링부재(361)(362)의 각각에는 최외곽 단위 전열유닛에 형성된 요철부(323)을 회피하는 회피공(363)이 형성될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 도면부호 207a는 판형 열교환기(240)의 옆에 배치되는 어퍼 제1사이드 바디(207)에 형성된 연소가스 홀이다. 단위 전열유닛(301 내지 308)의 이너통로(340)를 통과한 연소가스는 연소가스 홀(207a)를 통과하여 배기 덕트(250)의 내부로 유동될 수 있다.
다수의 단위 전열유닛(301 내지 308)의 각각에 돌출된 접합바디(322)는 연소가스 홀로 삽입될 수 있다. 접합바디(322)의 높이가 연소가스 홀의 높이와 같을 경우, 접합바디(322)은 연소가스 홀로 삽입될 수 있고, 접합바디(322)의 상단 및 하단 각각은 어퍼 제1사이드 바디(207)에 접촉될 수 있으며, 다수의 단위 전열유닛(301 내지 308) 각각은 어퍼 제1사이드 바디(207)에 끼워져 고정될 수 있다.
그리고, 도 5에 도시된 도면부호 260은 어퍼 제1사이드 바디(207)의 반대편에 위치하는 이너 사이드 바디이다.
이너 사이드 바디(260)에는 이너 쉘(210)의 연소가스가 단위 전열유닛(301 내지 308)의 이너통로(340)로 유동되기 위해 통과하는 연소가스 홀(260a)이 형성될 수 있다. 이너 사이드 바디(260)는 도 3에 도시된 이너 쉘(210)에 고정될 수 있다.
한편, 본 실시예의 고온재생기(20)는 판형 열교환기(240)의 화학적 세척이 가능할 수 있다.
작업자는 덕트 도어(256)을 개방한 후 배기 덕트(250)을 화학약품을 투입할 수 있다.
화학약품은 배기 덕트(250)를 통과하여 판형 열교환기(240)의 이너통로(340)로 유입될 수 있고, 이너통로(340)를 통과하면서 한 쌍의 전열 바디(320)(330) 표면에 부착된 이물질을 제거할 수 있고, 이러한 이물질과 함께 이너 쉘(210)으로 유동될 수 있다.
이너 쉘(210)로 유동된 이물질과 화학약품은 이너 쉘(210)의 내부에서 연소가스 입구(213)를 통해 외부로 유출될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 아우터 셀 210: 이너 셀
220: 희용액 공급관 230: 버너
240: 판형 열교환기 250: 배기덕트
301,302,303,304,305,306,307,308: 단위 전열유닛
320,330: 전열 바디 322: 접합 바디
340: 이너통로 350: 희용액공간

Claims (11)

  1. 아우터 셀과;
    상기 아우터 셀 내부에 배치된 이너 셀과;
    상기 아우터 셀의 내부로 희용액을 공급하는 희용액 공급관과;
    상기 이너 셀 내부로 연소가스를 발생하는 버너와;
    상기 아우터 셀과 이너 셀 사이에 배치되어 상기 희용액과 연소가스를 열교환하는 판형 열교환기와;
    상기 판형 열교환기를 통과한 연소가스를 안내하는 배기 덕트를 포함하고,
    상기 판형 열교환기는
    상기 연소가스의 유동방향과 직교한 방향으로 적층된 다수의 단위 전열유닛을 포함하고,
    상기 단위 전열유닛은 일단이 연결되고 타단이 접합된 한 쌍의 전열 바디 사이에 상기 연소가스가 통과하는 이너통로가 수평 방향으로 길게 형성되며,
    상기 전열 바디에는 인접한 타 단위 전열유닛과 접합되는 접합 바디가 형성되고,
    상기 다수의 단위 전열유닛 중 서로 인접한 단위 전열유닛의 사이에는 상기 아우터 셀 내부의 희용액이 수용되는 희용액공간이 수직방향으로 개방되어 형성되고,
    상기 희용액 공급관은, 상기 판형 열교환기의 상측에 배치되며,
    상기 희용액 공급관에서 분사된 희용액은, 상기 판형 열교환기의 상면을 향해 낙하되어 상기 희용액공간에 수용되는 고온재생기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전열 바디 각각은 요철부가 형성된 전열판부와;
    상기 전열판부의 일단에 절곡되고 타 전열바디와 연결되는 일단 연결부와,
    상기 전열판부의 타단에 절곡되고 타 전열바디와 접합되는 타단 접합부를 포함하며,
    상기 일단 연결부와 타단 접합부 사이에 상기 이너통로가 형성된 고온재생기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 요철부는 타 전열바디의 전열판과 슬라이드 가능하게 접촉되는 고온재생기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 접합 바디는
    상기 전열판부에서 인접한 타 단위 전열유닛의 전열판부를 향해 돌출된 돌출 부와,
    상기 돌출부에서 상기 희용액공간의 반대방향으로 절곡되어 접합되는 아우터 접합부를 포함하는 고온재생기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 희용액공간은 인접한 단위 전열유닛의 서로 마주보는 전열바디와 상기 전열바디에서 돌출된 접합바디에 의해 형성된 고온재생기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 단위 전열유닛의 상부 양측에 끼워지는 한 쌍의 어퍼 서포터와,
    상기 다수의 단위 전열유닛의 하부 양측에 끼워지는 한 쌍의 로어 서포터를 포함하는 고온재생기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 덕트는 상기 판형 열교환기의 옆에 위치하는 로어 배기 덕트부와,
    상기 로어 배기 덕트부에서 돌출된 어퍼 배기 덕트부를 포함하고,
    상기 로어 배기 덕트부에는 개폐 가능하고 상기 판형 열교환기의 일면을 마주보는 덕트 도어가 설치된 고온재생기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 희용액 공급관은,
    상기 판형 열교환기의 상측에서 가로 방향으로 길게 형성되고,
    길이방향으로 서로 이격되어 배치되는 다수의 흡수액 공급홀이 형성되는 고온재생기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 셀은,
    내부에 공간이 형성된 셀 바디와,
    상기 셀 바디의 일단을 막는 제1사이드 바디와,
    상기 셀 바디의 타단을 막는 제2사이드 바디를 포함하고,
    상기 이너 셀은,
    상기 판형 열교환기의 아래에 배치되며 일측에 연소가스 입구가 형성된 제1이너 셀부와,
    상기 제1이너 셀부의 일부에서 상측 방향으로 연장되어 상기 판형 열교환기의 옆에 배치되는 제2이너 셀부를 포함하는 고온재생기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1이너 셀부는, 상기 아우터 셀의 내측 하부에 수평 방향으로 길게 배치되고,
    상기 제2이너 셀부는, 저면이 개방되어 상기 제1이너 셀부와 통하며, 연소가스가 상기 판형 열교환기로 유동하기 위한 개구부가 형성되는 고온재생기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 판형 열교환기는, 수평 방향으로 상기 제2이너 셀부와 상기 배기 덕트의 사이에 배치되며,
    상기 버너에 의해 발생된 연소가스는, 상기 연소가스 입구를 통해 상기 제1이너 셀부의 내부로 유입되고, 상기 제1이너 셀부의 내부에서 상기 제2이너 셀부의 상부로 유동된 후, 상기 제2이너 셀부의 개구부를 통해서 상기 판형 열교환기로 유입되는 고온재생기.
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