KR20010029486A - 열교환 장치 및 그 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

열교환기는 열교환기를 통해 그리고 복수의 측면방향으로 연장하는 열교환기 체임버를 통해 연장하는 복수의 제 1 열교환 튜브 (2) 구비하며, 각각의 체임버 (23-27) 는 제 1 체임버로부터의 하나 이상의 입구 및 제 2 축방향으로 인접한 체임버로부터의 하나 이상의 출구를 가지며, 또한 각각의 체임버는 복수의 횡방향 상호 연결 구간을 갖고, 이 각각의 구간은 상기 튜브들 중의 두 개 이상에 의해 한정되며, 하나 이상의 상기 제 1 구간은 상기 체임버쪽 입구를 가지며, 상기 제 1 구간과 다른 하나 이상의 제 2 구간은 상기 제 2 체임버쪽 출구를 갖는다. 상류로부터 하류 위치로 축방향으로 통과하는 제 1 유체의 흐름을 혼합하고 분배하기 위한 용기가 또한 포함되며, 이 용기는 두 개 이상의 연속적인 열의 상기 용기를 가로지르느 횡방향 배플 (28) 을 구비하며, 이 배플의 열이 개방된 횡방향 체임버 (22) 를 한정하고, 연속적인 열의 배플이 용기를 가로질러 상이한 공간적 분포를 갖는다. 바람직하게는, 본 장치가 이 열교환기 하류쪽의 분배기를 가지며, 전체 장치는 컴팩트 리포머이다.

Description

열교환 장치 및 그 사용 방법 {HEAT EXCHANGE APPARATUS AND METHOD OF USE}
많은 공정 작업에는, 제 1 유체로부터 제 2 유체로의 열전달을 포함하는 열교환기가 있다. 이 열교환에 의해 연소 반응으로부터의 배출 가스를 냉각하고 및/또는 반응에 앞서 가스를 예열할 수 있다. 두 유체가 역류 또는 동류 방향으로 이동할 수 있으면서 코어의 하나의 유체 및 둘레 쉘의 또 다른 유체와 이동할 수 있거나 또는 하나의 유체가 튜브에서 또는 또 다른 유체를 포함한 체임버를 관통하는 튜브들에서 이동할 수 있다. EPA-450872에서, 컴팩트 리포머 (compact reformer) 가 흡열반응용 촉매로 충전된 체임버 내부에서 발열반응용 반응 튜브를 갖는다. 체임버의 배출 흡열반응 제품은 코어에서 통과하고 체임버의 환대를 둘러싼 발열반응물을 예열한다. EPA-643618호 및 EPA-703823호에서, 흡열반응이 튜브에서 발생하고, 발열반응은 체임버에서 발생하며, 그리고 발열반응물이 배출 흡열반응 튜브를 둘러싼 환대내에서 통과함으로써 예열된다. EPA-703823호에서, 하나의 예열된 발열반응물, 특히 공기가 천공된 분배 판을 통해 반응 체임버내로 통과하며, 반응을 일으키도록 자동점화가 흡열반응 튜브의 둘레를 따라 통과하는 화염을 생성할 시간에 이 분배 판이 예열된 연료 출구와 만날 때 까지 이 분배 판은 체임버 위쪽으로 이동하는 공기의 벽을 형성한다. 발열반응으로부터의 배출 연소 가스가 흡입 흡열반응물을 예열한다.
상기 장치가 발열반응물의 균일한 예열을 원하는 만큼 제공하지 못할 뿐만 아니라, 반응 체임버에 들어가는 공기의 균일한 온도 분포를 원하는 만큼 제공하지도 못한다.
본 발명은 유체들 간의 열교환 및/또는 유체 혼합 장치에 관한 것으로, 이러한 유체들은 상이하게 및/또는 상이한 온도로 되어 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조로 기술될 수 있을 것이다.
도 1 은 열교환기를 나타낸 본 발명의 장치를 통한 횡단면도 및 열교환기를 통한 단면도 (1a).
도 2 는 열교환기와 분배기의 개략도 및 평면 (2a), (2b), (2c), (2d) 및 (2f)에서의 열교환기를 통한 단면도.
도 3 은 분배기와 버너를 통한 횡단면도 및 평면 (3a), (3b), (3c) 및 (3d)의 혼합기를 통한 단면도.
도 4 는 장치의 연소가스 배출튜브를 통한 횡단면도.
본 발명은 예열 및/또는 온도 분포에 있어서 더욱 탁월한 균일성을 획득하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 열교환기를 통해, 그리고 복수의 측면방향으로 연장하는 열교환기 체임버를 통해 연장하는 복수의 제 1 열교환 튜브를 구비하며, 각각의 체임버가 제 1 체임버로부터의 하나 이상의 입구 및 제 2 축방향으로 인접한 체임버 쪽으로의 하나 이상의 출구를 갖고, 각각의 체임버가 복수의 횡방향 상호연결 구간을 가지며, 이 각각의 구간이 상기 튜브들 중의 두 개 이상에 의해 한정되고, 하나 이상의 제 1 구간이 상기 제 1 체임버 쪽으로의 입구를 가지며, 상기 제 1 구간과 다른 하나 이상의 제 2 구간이 상기 제 2 체임버 쪽으로의 출구를 갖는 열교환기를 제공한다.
본 발명은 열교환기를 제공하며, 이 열교환기는 열교환기를 통해 연장하고 또한 여기에 축방향으로 인접한 그리고 양 측부 상의 제 1 체임버, 제 2 체임버 및 제 3 체임버를 구비한 복수의 측면방향으로 연장하는 열교환기를 통해 연장하는 복수의 제 1 열교환 튜브를 구비하며, 각각의 체임버가 복수의 별개의 개구가 있는 칸막이에 의해 각각의 인접한 체임버로부터 분리되고, 그리고 각각의 체임버가 복수의 상호연결 구간을 가지며, 이 각각의 구간은 상기 튜브들 중의 세 개 이상의 튜브, 제 1 칸막이 및 상기 제 1 칸막이에 대향하는 제 2 칸막이에 의해 한정되고, 이 열교환기는 상이한 구간들의 상기 개구 및 제 1 칸막이의 하나 이상의 제 1 개구와 상기 제 1 칸막이의 하나 이상의 제 2 개구 사이의 그리고 상기 제 2 칸막이의 하나 이상의 제 3 개구와 제 4 개구 사이의 상기 구간들을 통한 통로를 구비한다.
또한, 본 발명은 용기를 통과하는 제 1 유체와 상기 용기를 통해 그리고 복수의 측면방향으로 연장하는 열교환 체임버를 통해 연장하는 복수의 제 1 튜브의 제 2 유체 사이의 열교환에 영향을 주는 공정을 제공하며, 여기서 각각의 체임버가 복수의 횡방향 상호 연결 구간을 가지며, 각각의 체임버는 상기 유체의 하나 이상의 흐름을 제 1 체임버내로 통과시키며, 상기 유체와 하나 이상의 상기 튜브의 접촉을 실행한 후, 상기 접촉에 이어지는 상기 유체의 흐름을 상기 제 1 체임버로부터 상기 제 1 체임버에 축방향으로 인접한 제 2 체임버로 통과시킴으로써, 상기 유체가 축방향과 측면 방향으로 상기 체임버를 통과한다.
또한, 본 발명은 상기 용기에서 상호 축방향 관계에 있는 상기 용기의 복수의 측면방향으로 연장하는 복수의 열교환기를 통과하는 제 1 유체와 상기 용기와 상기 체임버를 통해 연장하는 복수의 제 1 튜브에서 통과하는 제 2 유체 사이의 용기에서 열교환을 실행하는 공정을 제공하며, 여기서 각각의 체임버가 복수의 횡방향 상호연결 구간을 갖고, 여기서 상기 제 1 유체의 두 개 이상의 흐름을 제 1 체임버의 상이한 구간으로 통과시키고, 제 2 흐름 및 제 3 흐름을 제공하기 위해 상기 튜브들 중의 하나 이상의 튜브와 상기 제 1 흐름 각각의 접촉을 실행하며, 혼합된 흐름을 만들기 위해 상이한 구간에서 상기 제 2 및 제 3 흐름을 혼합하고, 상기 혼합된 흐름을 상기 상이한 구간으로부터 상기 제 1 체임버에 축방향으로 인접한 제 2 체임버로 통과시킴으로써, 상기 유체가 축방향으로 그리고 측면방향으로 상기 체임버를 통과한다.
열교환기는 복수의 체임버와 열교환 튜브를 포함한 중공 용기이다. 이 용기는 곡선, 예컨대 원형, 또는 타원형, 또는 직선, 예컨대 장방형 또는 직사각형 횡단면으로 이루어질 수 있으며, 우측 실린더에서 처럼 방사상 축선에 대해 거의 수직인 종방향 축선을 가질 수 있다. 바람직하게는 이 용기의 높이 대 폭의 비율이 10:1 내지 2:1이 될 수 있다. 용기는 금속, 예컨대 강으로 제조될 수 있거나 또는 절연 재료, 예컨대 벽돌 또는 돌 구조물로 제조될 수 있으며, 특히 금속 벽으로 된 용기는 절연 외부층을 가질 수도 있다.
제 1 열교환 튜브는 탄소섬유 강화재료 또는 세라믹과 같은 열전도 물질로 제조되지만, 바람직하게는 금속, 특히 고온에 견디는 강으로 제조된다. 튜브는 불규칙적 또는 규칙적 배열, 특히 2- 6열과 같은 2개 이상의 열로 용기에 분산되어 있으며, 여기서 인접한 열의 튜브는 서로에 대해 인라인 또는 오프셋될 수 있다. 튜브가 하나 또는 두 방향으로 평행할 수 있어, 어떠한 튜브도 두 열의 멤버가 될 수 있으며, 하나의 열의 축선이 인접한 열의 축선에 대해 수직이거나 또는 상기 인접한 축선에 대해 45°로 되어있는데, 하나의 열의 축선이 인접한 열을 넘어 다음 열의 축선에 수직일 수도 있다. 따라서, 튜브가 직렬로 이루어질 수 있으며, 각각의 튜브가 4개의 가장 근접하게 이웃한 튜브 각각으로부터 일정한 거리에 있거나 또는 8개의 가장 근접한 튜브를 가지는데, 이 튜브 중의 4개는 동일한 거리에 있으며, 다음의 4개는 더 먼 거리에 있다. 또한, 튜브는 비선형으로 정렬되어 있을 수 있다. 용기에는 2개 이상, 예컨대 10개 이상, 예컨대 2-5000개, 바람직하게는 10-576개의 제 1 열교환 튜브가 있다. 이 튜브들은 용기에 정방형 또는 장방형으로, 바람직하게는 정방형으로 분포되어 있으며, 각각의 열의 튜브의 수가 동일하거나 또는 하나 걸러 하나씩 동일하게 되어 있다. 이 튜브들은 삼각 피치 또는 직선 피치 또는 정방형 피치로 될 수 있으며, 직선 피치의 열은 용기에 정렬된 튜브의 최외각을 둘러싸는 추상적인 또는 실제적인 덮개의 벽에 대해 평행하거나 또는 30-60°, 예컨대 임의로 45°로 될 수 있다.
제 1 튜브는 용기 반응기를 통해 선형으로, 특히 용기의 종방향 축선에 대해 평행한 방향으로, 특히 우측 원통형 용기에 대해 연장할 수 있다. 장방형 용기에 대해서 보통 튜브 축선은 종방향 에지에 대해 평행하다. 효과적으로 튜브가 정반대편 면들, 예컨대 용기의 상부 및 하부를 통과한다. 하지만, 또한 튜브가 일정한 또는 변하는 반경의 호형, 또는 지그재그형, 예컨대 사인곡선형에서 처럼 단일 곡선에 있을 수 있는 비작선형, 예컨대 곡선형으로 통과할 수 있거나 또는 튜브가 하나 이상의 평면, 예컨대 규칙적 또는 불규칙적 나선형으로 되어 있다.
통상적으로, 열교환기는 용기의 외벽을 둘러싸는 및/또는 이 벽의 내부 층의 절연물을 갖는다.
용기는 복수의 측면방향으로 연장하는 체임버로 축방향으로 세분될 수 있으며, 보통 각각의 체임버가 용기의 전체 내부 폭을 가로질러 연장한다. 이러한 체임버는 2개 이상, 예컨대 5개 이상, 특히 2-200 또는 10-60개로 되어 있을 수 있다. 제 1 튜브가 하나 이상의 체임버, 특히 각각의 체임버를 통과한다. 바람직하게는, 체임버가 이 체임버를 통과하는 하나 이상의 튜브, 특히 상기 튜브 모두의 종방향 축선에 대해 수직한 측면방향으로 연장하고 및/또는 용기, 특히 모두의 종방향 축선에 수직한 측면방향으로 연장할 수 있다. 상기 체임버의 구간의 측면방향 폭에 대한 체임버의 상대 높이 (축방향 길이), 다시 말해서 상기 제 1 튜브들 간의 갭은 대개 10:1, 예컨대 0.1:1 내지 10:1, 예컨대 5.0:1, 예컨대 0.2-3.0:1, 0.2-0.8:1 또는 1-2:1에 이를 수 있다. 효과적으로, 개개의 체임버가 상호 거의 평행함으로써, 바람직하게는 각각의 체임버의 바닥과 천장을 구성하는 제 1 및 제 2 칸막이는 거의 평행할 수 있다.
각각의 체임버는 다수의 횡방향 구간 (예컨대 10-1000처럼 10 개 이상) 으로 세분될 수 있으며, 서로에 대한 그리고 다른 체임버에 대한 관계가 제 1 체임버, 및 양 측부 상에서 이 제 1 체임버에 인접한 제 2 및 제 3 체임버를 참조하여 기술될 것이다.
제 1 체임버는 이 구간들 사이에서 두 개 이상, 바람직하게는 6-50 입구 구역 처럼 6개 이상의 입구 구간들을 가지며, 여기서 각각의 입구 구간들이 제 2 체임버로부터의 입구쪽 개구를 갖고, 이 제 1 체임버는 두 개 이상, 바람직하게는 6-50처럼 6개 이상의 출구 개구를 가지며, 여기서 각각의 출구 구간들이 제 3 체임버로의 출구쪽 개구를 갖는다. 튜브들의 수에 대한 구간들의 수 사이의 관계는 2:1, 예컨대 0.5-2.2:1 에 이를 수 있으며, 출구 구간들의 수에 대한 입구 구간들의 수 사이의 관계는 통상 0.5-2:1, 예컨대 0.1-1.2:1, 바람직하게는 1:1이다. 통상 이 구간들은 체임버 전체에 걸쳐 양쪽 측면방향으로 연장하며, 거의 모든 체임버가 구간들로 분할된다. 보통 이 구간들은 체임버에서 서로를 연결하며 대부분, 특히 모두가 하기에 기술된 바와 같이 이웃한 체임버의 구간들과 상호 연결된다. 최외각 튜브들과 용기의 벽들 사이의 공간을 무시하면, 각각의 구간은 체임버를 통과하는 3개 또는 4개 이상의 벽에 의해 한정된다. 구간은 튜브들이 삼각형태로 배열되었을 때에는 3개 이상의 튜브에 의해 한정되며, 이 튜브들이 정방형 또는 장방형일 때에는 4개 이상의 튜브에 의해 한정된다. 튜브의 불규칙적 패턴이 구간을 한정하기 위해 3 내지 6개 이상의 튜브를 필요로 할 수 있다. 각각의 구간이 그 이웃한 구간에 공통적인 하나 이상, 보통 2개의 튜브를 갖는다.
제 1 구간이 다음 체임버(예컨대 제 2 체임버) 로부터의 입구를 가지며, 제 2 구간이 또 다른 다음 체임버 (예컨대 제 3 체임버)쪽 출구를 갖는다. 어떠한 구간도 입구와 출구를 모두 갖지않음으로 제 1 구간 및 제 2 구간이 상이하다. 하나 이상의 제 1 입구 구간이 하나 이상의 제 2 출구 구간에 인접할 수 있거나 또는 하나 이상, 예컨대 1-4개 이상, 특히 입구도 출구도 갖지 않는 하나의 제 3 구간에 의해 제 2 구간으로부터 이격되어 있다. 따라서, 효과적으로 입구 구간이 출구 구간으로부터 제 3 구간에 의해 이격되며, 이 출구 구간 자체는 또 다른 입구 구간으로부터의 또 다른 제 3 구간에 의해 이격되는데, 따라서 문제의 6개의 구간이 체임버의 폭을 가로질러 직선으로 되어 있는 것이 바람직하다. 임의로, 입구 구간이 출구 구간에 인접하는 것이 바람직하며, 이 입구 구간 자체로는 또다른 입구 구간에 인접하고, 바람직하게는, 모든 구간이 체임버를 가로질러 직선으로 되어 있다. 각각의 제 2 구간, 제 1 구간 및 제 3 구간의 입구 및 출구 구간들은 동일한 평면에 있음으로써, 제 1 유체가 이 평면의 용기 위쪽으로 이동한다. 출구 구간이 하나의, 예컨대 제 1 체임버에서 하나 이상의 입구 구간에 의해 둘러싸일 때, 전체적 효과는 입구 구간을 경유해서 제 1 체임버에 들어가는 제 1 유체의 일부분을 혼합하고 이 혼합된 유체를 출구를 통해서 다음의, 예컨대 제 3 체임버에 주입하는 것이며, 이때 일부분이 체임버의 하나의 출구 구간을 통과하고, 도 다른 일부분이 이 체임버의 출구 구간을 통과한다. 이런식으로 유체가 유체의 동일한 또는 다른 흐름과 분할되고 혼합되고, 그리고 재분할되고 재혼합되며, 이 각각의 경우에 각각의 구역의 2개 이상의 튜브와 접촉한다. 이러한 수단에 의해 각각의 체임버의 유체의 온도가 유체가 체임버로부터 체임버로 용기 위쪽으로 이동함에 따라 더욱 균일하다.
각각의 체임버에는 보통 임의의 직선 방향으로 4개 이상의 구간, 특히 0-3개의 구간, 예컨대 0-1개이 구간이 각각의 입구 구간과 출구 구간 사이에 존재한다. 특히, 하나 이상의 입구 구간이 하나 이상의, 예컨대 1-3개, 특히 1개의 튜브, 그리고 특히 하나 이상의, 예컨대 1-3개, 특히 1개의 구간에 의해 용기벽으로부터 거리를 두고 있는데, 상기 입구 구간으로부터 가장 가까운 출구 구간이 또한 바람직하게는 하나 이상의, 예컨대 1-3개, 특히 1개의 튜브 또는 특히, 하나 이상의, 예컨대 1-3개, 특히 1개의 구간에 의해 용기벽으로 거리를 두고 있는 것이 또한 바람직하다. 또한, 각각의 체임버가 거리를 두고 이격된 두 개 이상의 입구 구간과 거리를 두고 이격된 2개 이상의 출구 구간을 가지며, 이 모든 구간은 각각의 입구 구간과 출구 구간 사이에서 특히 0 또는 1개의 구간을 갖는 체임버를 가로질러 직선으로 되어 있는 것이 바람직하다.
제 1 열교환 튜브가 체임버를 통과하는 오직 하나의 튜브이지만, 바람직하게는 체임버를 통과하는 하나 이상의 제 2 열교환 튜브가 있는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 튜브(그리고 어떠한 다음의 튜브) 의 직경, 횡단면 형상 및 면적이 같거나 또는 다를 수가 있는데, 제 1 튜브가 더 크고 용기를 통과하는 제 1 유체에 대해 역류 열교환하도록 되어 있으며, 제 2 튜브는 더 작고 제 1 유체로부터의 동류 열전달하도록 또는 제 1 튜브로부터의 역류 방사상 열전달하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 제 2 및 또 다른 튜브는 상기 제 1 튜브에 대해 대칭성으로 위치되는데, 예컨대 두 개 이상의 제 1 튜브와 등거리로 위치될 수 있다. 제 2 및 또 다른 튜브는 전술한 바와 같이 제 1 튜브와 규칙적으로 배열될 수 있는데, 특히 제 1 및 제 2 튜브가 상호 두 방향으로 평행한 열로 되어 있다. 따라서, 상기 제 1 열교환 튜브의 제 1 규칙적 정렬과 상기 열교환기를 통해 축방향으로 연장하면서 바람직하게는 상기 제 1 열교환 튜브와 다른 직경으로 된 제 2 열교환 튜브의 제 2 규칙적 정렬이 있는 것이 바람직하다. 제 2 튜브가 바람직하게는 제 1 튜브와 교번 열로, 즉 인라인 또는 특히 오프셋으로 되어 있는데, 다시 말해서 정사각형의 코너에서 또 다른 종류의 4개의 가장 가까운 이웃한 튜브와 정사각형의 중심에서 (평면도에서) 하나의 종류의 각각의 튜브와 교번 열로 되어 있다. 제 2 튜브가 상호 수직한 2개의 방향으로 또는 이러한 방향들 중의 하나의 방향으로만 제 1 튜브와 엇갈릴 수 있다. 임의의 방향으로의 제 1 튜브들 사이의 튜브 센터/튜브 중심 간격은 이 방향으로의 제 2 튜브들 사이의 간격과 동일하거나 또는 다를 수 있으며, 제 1 및 제 2 튜브들 사이의 간격은 전술한 간격들 중의 어느 한 쪽과 동일하거나 또는 다를 수 있다. 바람직하게는, 모든 이러한 튜브 중심/튜브 중심 간격이 거의 동일하다. 제 2 튜브들에 대한 제 1 튜브들의 수의 비는 1:3 내지 3:1, 특히 10-14 내지 14-10, 또는 거의 1:1이다. 제 1 튜브들은 각각의 엇각에서 제 2 튜브들과 삼각형 피치로 배열되거나 또는 직선, 특히 정방형 피치로 배열되어 있을 수 있다.
특히 본 발명의 방법에서의 본 발명의 특히 중요한 측면은 열교환기 체임버를 통과하는 제 1 및 제 2 열교환 튜브의 존재가 제 1 유체가 체임버를 통과하고, 제 2 유체가 제 1 튜브들을 통과하며, 제 3 유체가 제 2튜브들을 통과하고, 제 2 유체의 유동 방향이 제 3 유체의 흐름에 대해, 그리고 제 1 유체의 전체 축방향 흐름에 대해 역류로 되어 있는 점이다.
제 1 및 제 2 열교환 튜브들 중의 하나 이상, 바람직하게는 제 1 튜브들 및 임의로 튜브 모두에는 효율적인 외부 표면적을 확장시키기 위한 수단이 제공된다. 확대 수단은 튜브와 일체형이거나 또는 이 튜브와 비일체형으로 있지만, 튜브와 직접 열접촉하는데, 원한다면 두 종류의 확대 수단이 존재할 수도 있다. 확대 수단은 통상 튜브 상의 하나 이상의 핀 또는 립이며, 핀 또는 립은 체임버를 통해 연속적으로 또는 불연속적으로 되어 있다. 이 수단들은 직선 또는 곡선, 예컨대 체임버의 튜브 길이를 따라 나사모양 또는 나선형일 수 있다. 비일체형 확대 수단이 하나 이상의 핀 또는 립을 갖는 열전도체형으로 될 수 있으며, 상기 전도체가 튜브에 부착되거나 또는 분리되어 체임버의 튜브 둘레로 연장해 있다. 편리하게, 비일체형 수단이 베이스로부터 외부로 연장하는, 예컨대 이 베이스에 수직인 핀 또는 립을 가질 수 있으며, 이 베이스는 튜브에 접촉하는 평면을 가짐으로써 이 수단이 튜브와 베이스 사이의 우수한 열접촉을 제공하고 핀 또는 립에 대해 열을 제공하기 위해 튜브 둘레로 단단히 감긴 T형상 횡단면의 가요성 신장체일 수 있다.
본 발명의 방법에서, 제 2 유체, 예컨대 가스 또는 액체 또는 그 혼합물이 제 1 튜브로 이동해서, 열이 튜브 벽들과 각각의 체임버의 구간들을 통과하는 제 1 유체 (예컨대 가스 또는 액체 또는 그 혼합물) 사이에서 전달된다. 제 1 유체의 제 1 흐름이 제 1 체임버로 들어가서 구간들에서 튜브들 중의 2개 이상의 튜브와 접촉하며, 제 2 체임버로 들어가고, 임의로 또는 추가적으로 제 1 유체의 제 1 및 제 2 흐름이 제 1 체임버로 분리되어 들어갈 수 있으며, 각각의 흐름이 하나 이상의 튜브와 접촉하고, 제 1 및 제 2 흐름이 혼합되어 제 2 체임버를 통과한다. 바람직하게는, 입구 구간으로 들어가는 각각의 흐름은 체임버를 떠나기 전에 4개 이상, 예컨대 8개 이상 열교환 튜브와 접촉한다. 바람직하게는, 제 1 유체가 제 1 튜브를 통과하는 제 2 유체에 대해 역류 방향의 연속적인 체임버를 통과하고, 특히 제 3 유체가 제 1 유체와 동류방향이면서 제 2 유체에 역류방향인 제 2 튜브를 지나간다. 효과적으로, 제 1 및 제 2 유체는 가스이며, 제 3 유체는 가스 또는 액체이다 (특히 제 2 튜브 직경이 제 1 튜브의 직경 보다 작을 때). 특히, 제 2 유체가, 예컨대 기체 탄화수소, 예컨대 메탄 또는 이러한 탄화수소의 부분 산화와 같은 1-4탄소의 스팀 리포밍으로부터 나온 흡열반응물이며, 제 1 유체는 공기와 같은 분자 산소를 구비한 가스이며, 제 3 유체는 연료, 예컨대 메탄, 에탄, 프로판 또는 부탄 또는 일산화탄소 같은 1-5카본의 기체 탄화수소 또는 수소이다. 효과적으로, 열은 제 1 유체에 대해 제 1 튜브를 경유해서 제 2 유체로부터 전달되며, 그 후 용기의 연소 구역으로 들어가기 전에 공기와 연료를 예열하기 위해 제 1 유체로부터 제 3 유체로 (제 2 튜브를 경유해서) 전달되며, 연소가 흡열반응을 가열한다. 원한다면, 제 1 튜브가 열전달 고체, 예컨대 세라믹 재료 및/또는 발열반응을 위한 고체 촉매와 같은 불활성 고체를 포함한다. 체임버에서 제 1 튜브와 제 2 튜브 사이의 열전달의 적어도 일부분이 방사, 예컨대 5% 또는 20%, 특히 5-10%, 10-50%, 또는 20-40%, 특히 약 30%정도의 방사로 되어 있으며, 나머지 부분은 주로 대류에 의해 주로 이루어진다.
바람직하게는, 공정에서 제 1 유체가 평면에서 하나 이상의 그리고 특히 2 개 이상의 연속적인 체임버, 예컨대 5-30 체임버를 통과한 후, 다른 평면에서 하나 이상의, 특히 두 개 이상의 연속적인 체임버를 통과하며, 특히 제 1 평면에 대해 45-135°, 예컨대 이 평면에 수직한, 예컨대 또 다른 1-30개 체임버를 통과하며, 그 후 앞서와 같이 한번 이상, 특히 1-5번 변하기 전에 이동 평면이 다시 변할 수 있다. 원한다면, 이동 평면이 제 1 유체의 입구로부터 거리를 증가시킴에 따라 더욱 빈번한 비율로 변화된다.
체임버의 전체 면적에 대한 임의의 체임버에서 입구 및 출구 개구의 비율이 통상 5-25%, 예컨대 10-20%이며, 튜브를 포함하는 체임버의 전체 영역 (예컨대 구간의 전체 영역) 에 대한 임의의 체임버에서 입구 및 출구 개구의 비율이 통상 25-50%이다.
본 발명의 장치에서, 개개의 체임버가 전술한 입구 및 출구 개구로부터 떨어져 이 개구들 사이에서 배리어 (barrier) 로 불리우는 완전한 칸막이를 가질 수 있음으로써, 이 체임버들이 거의 완전한 바닥 및 천장을 갖는다. 이 배리어는 모든 유체가 다음의 체임버로 이동하기 전에 입구로부터 출구 구간으로 통과하도록 하는 제 1 유체에 대해서 불투과성이다. 하지만, 원한다면 연속적인 체임버들 사이의 하나 이상의 배리어, 특히 거의 모든 이러한 배리어들의 적어도 일부분, 특히 모든 배리어 부분이 10-70%, 특히 30-60%의 배리어의 전체 영역에 대해 구멍의 영역의 비율을 가지면서 천공되어 있다. 이러한 천공된 배리어는 각각의 체임버로부터 입구 및 출구를 경유해서 또 다른 다음의 체임버로 제 1 유체가 통과하도록 해서 역압력을 감소시키며, 고체 배리어의 사용에 비교해서 균일한 유동 분배를 가능하게 한다. 하지만 바람직하게는, 배리어가 불완전하고, 천공되어 있지는 않다.
입구 및 출구 개구가 시트 및 판에서 슬롯 형태로 되어 있을 수 있거나, 또는 독립된 배플 사이의 공간일 수 있다. 배리어는 직선 또는 곡선 측면을 갖는 규칙적 또는 불규칙적 형태일 수 있어, 입구 및 출구가 원형, 타원형, 장방형, 정방형 또는 다른 횡단면으로 되어 있을 수 있다. 하나의 배리어가 하나 이상의 구간들의 지붕을 완전히 덮는데, 특히 용기의 폭을 가로질러 하나 또는 일련의 배리어가 있을 수 있다. 따라서, 예컨대 동일한 종방향으로 또는 측면방향으로 연장하는 측면을 갖는 동일한 형태의 배리어의 일련의 열로 이루어질 수 있는데, 이 배리어는 전술한 배플이 될 수도 있다. 제 2 튜브는 평행한 측면방향으로 연장하는 측면을 갖는 이러한 배리어들 중의 두 개 이상, 특히 거의 모든 배리어를 통과할 수 있지만, 바람직하게는 특히 규칙적 간격으로 상기 배리어의 부분만을 통과하며, 특히 교번 배리어를 통과한다. 일련의 연속적 체임버가 평행한 측면 배플을 가질 때, 배플의 측면이 2개 이상의 연속적 체임버, 특히 거의 모든 체임버를 통해 동일한 평면에 있거나, 또는 측면이 다음 체임버의 배플의 측면에 대해 평행하지만, 측면이 겹쳐질 수도 있다(평면도로 도시될 때). 따라서,효과적으로 연속적인 체임버들 사이의 어떠한 축방향 조준선도 없음으로써 제 1 유체가 측면방향으로 뿐만 아니라, 축방향으로 특히 지그재그로 연속적 체임버들 사이에서 이동하도록 한다. 하나의 체임버의 배플이 인접한 체임버의 해당 배플에 평행한 및/또는 그 다음 체임버의 배플들과 축방향으로 동일한 선형으로 된 측부를 가짐으로써, 이러한 체임버의 5-30개의 배플이 있을 수 있으며, 이러한 평행한 측면을 갖는 제 1 연속적인 체임버를 위한 일련의 배플을 주기적으로 갖고, 상호 평행한 측면을 갖는 다음의 연속적 체임버를 위한 제 1 일련의 배플에 거의 수직한 45-135°로 된 일련의 배플을 갖는 것이 바람직하다.
다음의 연속적인 체임버를 위한 이러한 변화가 한번 이상 반복될 수 있으며, 체임버들의 각각의 군이 1-50, 예컨대 5-30개의 체임버를 갖는다. 이런식으로 제 1 유체의 부분이 제 1 유체에 대해 일반적으로 수직한 상이한 평면의 용기를 통해 용기를 통해 이동하기 전에 하나의 평면의 용기를 통과한다. 따라서, 연속적인 체임버에서 하나의 방향으로 평행한 측면을 갖는 제 1 일련의 배리어 및 상이한 방향으로 평행한 측면을 갖는 제 2 일련의 배리어를 구비하는 열교환기가 있을 수 있는데, 제 1 및 제 2 일련의 배리어가 교번될 수 있다. 제 1 및 제 2 튜브가 있을 때, 상기 제 1 체임버의 제 1 튜브의 교번 열들 사이에는 배플 및 상기 제 2 체임버의 제 1 튜브들의 상이한 교번 열 사이의 배플이 있는 것이 바람직하며, 상기 제 2 튜브는 상기 배플을 통과한다.
제 1 체임버가 2개의 횡방향으로 평행한 측면 슬롯을 갖는 바닥 (또는 제 2 체임버로의 지붕) 인 제 1 칸막이, 및 세 개의 횡방향으로 평행한 측면 슬롯을 갖는 지붕인 제 2 칸막이를 갖고, 이 측면들은 제 1 체임버의 측면들과 축방향으로 동일한 평면에 있으며, 제 2 체임버의 바닥에 대해서는 3개의 이러한 슬롯들이 있는데, 이러한 일련의 체임버 다음으로, 측면의 다음 평면이, 즉 2, 3개의 슬롯을 교번시키도록 다시 다음의 일련의 체임버로 변한다. 일반적으로, 슬롯의 수가 각각의 연속적 체임버 사이에서 하나걸러 하나씩 있을 수 있다. 따라서, 슬롯이 열들에 대해서는 북/남으로, 그 후 동/서로, 그 후 북/남으로 갈 수 있다. 슬롯의 전술한 구성을 사용해서, 평면도로 도시될 때 열교환 용기는 제 1 튜브가 통과하는 배플을 갖는 규칙적 패턴을 가지며, 제 2 튜브의 구성을 사용해서 제 2 튜브가 통과하고 여기에 접선방향으로 있는 슬롯 및 배플을 갖도록 실행되고, 전체인 효과는 열교환기를 통한 조준점이 없음으로써 제 1 유체가 축방향만의 운동 보다는 축방향 및 측면 운동으로만 통과하도록 실행되는 것이 바람직하다.
효과적으로, 열교환 튜브가 2개의 벽, 바람직하게는 동일중심 벽을 갖는 반응기 내부에 있다. 이 벽들이 하중을 지탱할 수 있으며, 효과적으로는 외벽이 내벽 보다 더 하중을 지탱한다. 내벽이 튜브의 모든 부분을 둘러싸는 덮개 또는 밀폐공간처럼 작용해서 두 개의 벽들, 예컨대 외벽과 덮개 사이에서 환대를 제공한다. 내벽, 예컨대 덮개가 열전도 물질, 예컨대 금속, 탄소섬유 강화재료로 되어 있을 수 있으며, 하나 이상의 열교환 튜브와 접촉할 수 있지만, 바람직하게는 각각의 튜브와 거리를 두고 이격되어 있다. 내벽이 외부 반응기 벽과 동일한 축방향 횡단면 형상으로 되어 있을 수 있지만, 바람직하게는, 축방향 단면 형상이 다를 수 있는데, 에컨대 외벽이 원형이고, 내벽이 타원형 또는 장방형, 특히 정방형으로 되어 있다. 또한, 덮개가 반응기에 자리하고 있고, 배리어 또는 칸막이가 이 체임버들 간에 존재해서 튜브를 위치시키는 것을 돕는다.
덮개와 반응기 벽 사이의 반응기의 이러한 환대가 단열재, 예컨대 세라믹 재료를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 열교환기의 상류 단부에서 열교환 체임버 내로 들어가기에 앞서 제 1 유체를 위한 예열 구간을 제공하는 것이 바람직한데, 이 구간이 또한 덮개로부터 열을 포획하고, 이 열을 재사용함으로써 반응기로부터의 열 손실을 감소시킨다. 반응기 벽에는 제 1 유체, 예컨대 공기, 및 특히 압력하의 유체의 입구를 위한 하나 이상의 오리피스가 그 하나 이상의 위치가 상류 열교환기 체임버로부터 멀리 있으면서 하류 열교환기 위치에 근접해 있는 하나 이상의 위치에 제공되어 있으며, 상기 오리피스는 환대의 반응기 벽에 있다. 여기에는 하나 이상의 오리피스, 특히 2-6개의 오리피스가 있을 수 있으며, 대개 축선에 수직한 평면에서 반응기의 종방향 축선을 중심으로 대칭성으로 이격되어 있다. 상류 열교환기 체임버에 근접한 단부에 있는 덮개 또는 밀폐공간은 그(또는 그러한) 열교환기 체임버(들)로의 하나 이상의, 특히 1-3개의, 예컨대 하나의 입구 위치를 3개 이상의 최상류의 열교환 체임버들, 특히 최상류 열교환 체임버를 가질 수 있다. 따라서, 사용시 공기, 예컨대 압축 공기가 환대내의 오리피스를 통해 반응기에 들어가며 환대를 통과하고, 여기서 덮개를 경유해서 제 1 튜브와 동류 열교환 관계 및/또는 열교환기 체임버를 통해 이동하는 제 1 유체에 대한 역류 열관계에 있는데, 제 1 유체가 환대로부터 열교환기 체임버로 들어가기 전에 이런식으로 100℃이상으로 가열될 수 있다.
하나의 실시예에서, 또한 본 발명의 공정이 상기 체임버 내부의 제 1 유체와 열교환함으로써 열교환기 체임버 외부의 제 1 유체를 예열해서 예열된 제 1 유체가 열교환기 체임버로 들어가기 전에 예열된 제 1 유체를 제공하는데, 효과적으로 예열이 상기 체임버의 제 1 유체의 운동 방향에 대해 역류 방향으로 있다. 특히, 제 1 유체가 덮개와 반응기 벽 사이의 환대로 통과되고 덮개가 튜브를 둘러싸는 밀폐공간을 제공한다.
본 발명에 따른 열교환기와 공정의 장점은, 예컨대 상부에서 열교환기를 떠날 때 제 1 유체에 대해 및/또는 예컨대 바닥에서 제 1 유체를 통해 열교환기를 떠날 때 제 2 유체에 대해 용기의 폭을 가로질러 더욱 우수한 열분배를 제공한다는 점이다. 또한, 또 다른 측면에서 본 발명은 상류로부터 하류 위치 쪽으로 통과하는 제 1 유체의 흐름을 혼합하거나 또는 분배하기 위한 용기를 제공하며, 이 용기는 두 개 이상의 연속적인 열로 상기 용기를 가로지르는 횡방향 배플을 구비하며, 이 배플의 열이 개방된 횡방향 체임버를 한정하고, 연속적인 열의 배플이 용기를 가로질러 상이한 공간 분포를 갖는다. 배플의 이러한 구성이 제 1 유체가 열교환기를 통과한 후에 바람직하게는 본 발명의 열교환기에 존재할 수도 있다. 임의로, 또 다른 열교환기 체임버가 배플의 전술한 구성과 더불어 사용된다. 배플은 스포일러로 작용할 수 있어, 제 1 유체의 유동을 파괴하고 이 유체를 분배하고 혼합한다.
배플의 구성은, 예컨대 두 개 이상의 상이한 유체, 또는 상이한 온도의 두 개 이상의 흐름에서 하나의 유체를 혼합하기 위한 온도 및/또는 조성이 상이한 유체를 위한 혼합장치로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상이한 온도의 열교환 표면과 하나 이상의 유체의 접촉으로부터 획득된 유체와 같이, 특히 전술한 공개 자료의 제 1 튜브에서와 같이 용기를 통해 연장하는 하나 이상의 유체를 혼합하기 위한 것이다. 만약 튜브들 중의 하나가 나머지 튜브들과는 상이한 온도로 되어 있다면, 이 튜브를 통과하는 제 1 유체가 열교환기의 상부에서 균일성의 부족을 야기하는 나머지 튜브들과 다른 온도에 있을 것이며, 본 발명의 이러한 측면이 배플의 특별한 구성으로 인한 개선책을 찾아 용기의 폭을 가로질러 거의 균일한 온도와 조성을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 배플의 조성이 유체, 예컨대 상이한 축방향 속도를 갖는 유체를 위한 분배 장치에 사용되어, 넓은 면적, 예컨대 용기의 폭을 가로질러 거의 일정한 속도의 유체의 흐름을 제공할 수 있다. 제 1 유체가 하나 이상의 흐름, 예컨대 하나 이상의 유체의 접촉으로부터 방사하는 흐름의 배플을 열교환 표면, 특히 본 발명의 전술한 장치의 제 1 튜브와 같이 용기를 통해 연장하는 열교환 표면들과 접촉시킬 수 있다. 바람직하게는, 제 1 유체는 공기이며, 배플은 예컨대 공기의 벽으로서 특히 공기가 본 발명의 연료 버너와 만날 때 거의 일정한 속도로 용기를 가로지르는 공기의 흐름을 제공한다.
비록 제 1 튜브(또 다른 튜브) 가 체임버 내부에 필요하지 않더라도 용기는 형상과 구성에 있어서 열교환기의 관점에서 전술한 바와 같을 수 있다. 따라서, 용기의 상부 위치에서 유체의 제 2 흐름이 용기내로 통과될 수 있거나 또는 분리될 수도 있지만, 열교환 표면을 갖는 열교환기의 상부 상에서 열교환기는 용기 내부 또는 밖에 위치되지만, 열교환기로부터 용기로의 자유 운동이 일어난다. 전자의 경우에, 동일한 용기의 배플과 열교환기로 인해 열교환 표면이 횡방향 배플을 포함하는 용기의 영역을 통해 연장할 수 있거나 또는 없을 수 있는데, 예컨대 배플 아래쪽의 용기에서 멈춘다.
배플은 이 유체에 대해 불투과성일 수 있지만, 바람직하게는 천공되어 있으며, 배플 구멍의 전체 영역은 배플 전체 영역의 10-60%, 예컨대 30-50%이며, 개개의 구멍의 크기는 평균적으로 구멍을 통과하는 열교환 튜브의 크기의 1/5 이하, 예컨대 1/20 내지 1/5이다. 효과적으로, 구멍은 거의 모두 동일한 크기이며, 특히 임의의 열에서, 연속적인 열의 구멍을 통해서 동일한 크기가 될 수 있거나 또는 점진적으로 증가 또는 특히 점진적으로 감소하는 크기가 될 수 있다.
개개의 배플의 형상이 열교환기의 배리어를 위해 전술한 바와 같이 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 배플이 이 배플을 통과하는 적어도 몇 개의 튜브를 갖는 용기에 있으며, 바람직하게는, 용기와 튜브 간의 공간 관계가 열교환기와 튜브에 있어서 전술한 바와 같다. 특히, 용기는 하나의 일정한 정렬로 이 용기를 통과하는 제 1 튜브를 가질 수 있으며, 상이한 방향으로 이 용기를 통과하는 제 2 튜브를 가질 수 있는데, 상기의 설명이 튜브 정렬의 공간 구성을 상세하게 설명한다. 제 1 및 제 2 튜브가 상호 평행하게, 또는 상호 30-60°, 예컨대 45°로 되어 있다. 바람직하게는, 제 1 튜브의 한 쌍의 열이, 특히 제 1 및 제 2 튜브가 직각으로 양방향으로 평행한 열로 되어 있을 때 제 2 튜브의 열에 의해 이격되어 있거나 및/또는 그 반대로 되어 있다. 바람직하게는, 각각의 제 1 튜브가 4개의 제 2 튜브에 의해 둘러싸여 있으며, 각각의 제 2 튜브가 4개의 제 1 튜브에 의해 (용기 벽에 인접한 튜브로부터 떨어져서) 둘러싸여 있다. 바람직하게는 튜브와 배플 사이의 관계가 다음과 같다. 제 2 튜브가 배플들 중의 적어도 몇 개의 배플들 사이로, 바람직하게는 관통해서 지나갈 수 있다. 배플은 옆으로 연장하는 평행한 측면을 가지며, 대체로 용기의 내부 폭을 가로질러 연장하며, 제 1 튜브들 중의 적어도 몇 개의, 예컨대 2-4개의 튜브들 사이에 위치된다. 제 1 열의 배플의 측면이 예컨대 보통 45-135°에 있거나, 또는 제 2 인접한 열의 배플의 측면에 대해 수직하다. 바람직하게는, 하나의 열의 배플의 수가 인접한 열의 수 보다 하나 이상 또는 하나 이하로 되어 있다. 배플의 제 1 열에 대해 효과적으로, 제 1 및 제 2 튜브가 그 사이에 공간을 비워둔 평행한 열로 되어 있으며, 평행한 측면의 배플의 열들이 배플들을 통과하는 제 2 튜브들의 교번 열을 가지며, 배플의 상기 제 1 열에 인접한 배플의 제 2 열에 관해 상기 제 2 열의 평행한 측면의 배플의 열이 배플들을 통과하는 제 2 튜브의 각각의 열을 가지며, 제 1 튜브의 각각의 열이 이 배프들 사이를 통과하고, 제 2 열의 상기 배플의 측면방향이 제 1 열의 배플의 측면방향에 대해 거의 직각으로 되어 있는데, 특히 배플의 상기 제 2 열에 인접한 배플의 제 3 열에 관해 상기 제 3 열의 평행한 측면 배플의 열이 배플을 통과하는 제 2 튜브의 각각의 열을 가지며, 제 1 튜브의 각각의 열이 배플 사이를 통과하며, 제 3 열의 상기 배플의 측면 방향이 제 2 열에서 배플의 측면방향에 대해 직각으로 되어 있지만, 제 1 열의 측면과 동일한 방향으로 되어 있다. 특히, 용기에는 앞 문장에 언급한 바와 같이 배플의 제 1 열, 제 2 열 및 제 3 열이 결합되어 있는데, 특히 배플의 세 개의 연속적인 열이 천공되어 있어, 튜브 및 용기의 벽에 대해 각각 위치되어 축방향 관점에서 3개의 열의 전체적 효과는 튜브를 포함한 용기의 횡단면 영역의 80% 이상을 점유하도록 나타난다.
본 발명에 따른 분배 방법은 제 1 유체를 상류 위치로부터 하류 위치로 축방향으로 통과시키는 방법을 구비하며, 여기서 유체가 용기를 가로질러 측방으로 연장하는 배플의 연속적인 열 주위로 축방향으로 통과하며, 각각의 연속적인 열이 용기를 가로질러 상이한 공간적 관계로 되어 있어, 상기 유체의 적어도 일부분이 축방향 운동 뿐만 아니라 측면방향 운동을 한다. 상기 제 1 유체의 하나 이상의 흐름이 용기내로 통과될 때, 흐름이 본 발명의 방법에서 독립적으로 분배될 수 있지만, 바람직하게는 예컨대 배플의 제 1 열이 혼합되어, 배플이 혼합 방법에 종합적으로 작용한 후에, 흐름이 적어도 부분적으로 분배될 수 있다. 특히 유체의 제 1 흐름의 하나 이상의 부분이 제 1 열의 제 1 튜브들 사이에서 축방향으로 통과한 후, 제 2 열의 제 1 튜브들 및 제 2 튜브들 사이에서 축방향으로 그리고 측면방향으로 통과하며, 임의로 상기 제 2 열에서 천공된 하나 이상의 배플을 통과하고,바람직하게는 상기 제 1 흐름의 적어도 일부분이 제 3 열의 제 1 튜브들과 제 2 튜브들 사이에서 축방향으로 그리고 측면방향으로 통과하며, 임의로 상기 제 3 열의 천공된 배플을 통과한다.
본 발명의 바람직한 측면에서 본 발명의 열교환기는 본 발명 하류로, 예컨대 용기의 상부에서 분배기를 갖는다. 하류 방향의 마지막 배플을 넘어 용기에서 연장하는 것은 연료 버너, 예컨대 분사 노즐이 장착된 각각의 단부 상의 제 2 튜브인데, 효과적으로 버너 단부가 열교환기/혼합기/용기의 종방향 축선에 수직한 횡방향 평면에 있다. 배플의 분배기 및/또는 혼합기 구성이 버너를 향해 위쪽으로 용기에서 계속적으로 이동하는 제 1 유체, 특히 공기의 균일한 온도와 속도 분포를 제공하며, 공기와 연료가 점화되어 (보통 자동 점화되어) 가늘고 긴 화염을 만들어 튜브 둘레를 따라 이동해서 발열반응을 위한 제 1 튜브가 화염의 바다에 빠져든다. 용기에서의 연소에 의해 나오는 배출 연소가스가 임의로 상부로 수렴하는 직경의 환대, 들어오는 제 1 튜브를 둘러싸는 환대를 통해 가속된 운동에 의해 용기를 벗어나는데, 이런식으로, 발열반응 반응물이 예열되며, 흡열반응 반응물의 연소에 의해 가열된다. 그 관련 제 1 및 제 2 튜브와 함께 결합된 열교환기, 믹서/분배기 연소 용기(버너를 포함한) 가 발열반응 및 흡열반응 제품을 배출하기 위한 최대 내부 열분포 및 최소 온도로 일산화탄소와 탄화수소에 대해 탄화수소를 리포밍하기 위한 컴팩트 리포머를 형성할 수 있다. 원한다면, 열교환기, 혼합기 및 튜브가 팽창, 예컨대 튜브를 지지하도록 사용되는 튜브 시트 상의 벨로즈로 인한 신장과 응력을 흡수하기 위한 수단을 경유해서 외부 장치에 지지될 수 있다.
지금부터 도 1 에 대해 언급하면, 반응기 (1) 는 이 반응기를 통해 연장하면서 하나의 단부에서 연료 버너 (도시되지 않음) 에 대해 방향 (3) 으로, 또 다른 단부에서 연료 분기관 (5) 을 따라 분배된 교차점 (4) 에서 진행하는 가늘고 긴 연료 튜브 (2) 를 갖는다. 분기관 (5) 은 반응기 (1) 의 폭을 가로질러 연장하고, 가요성 금속 호스 (7) 와 연결하는 반응기 (1) 의 외벽 (6) 을 통해 돌출하며, 이 금속 호스는 입구 튜브 (8) 를 경유해서 계속해서 연료원 또는 연료원들에 안내된다. 입구 튜브 (8) 는 외벽 (6) 의 오리피스 (11) 에 위치된 환상 튜브 (9) 에 위치된다. 연료 튜브 (2) 가 교번 튜브의 정렬에서 발열반응 튜브 (12) 사이에 (횡단면 (1a) 참조) 분포되는데, 명료성을 위해서 흡수 튜브들이 횡단면으로만 도시되어 있다. 튜브 (2) 의 정렬이 고리 (13) 를 형성하기 위해 지지링 (20) 에 의해 반응기 (1) 로부터 이격된 정방형 덮개 (14) 에서 유지되는데, 링 (20) 이 반응기 벽 (6) 상의 지지 장착물 (10) 과 상호 작용한다. 연료 분기관 (5) 이 덮개 (14) 에 의해 지지된다.
반응기 (1) 는 외부적으로 지지된다. 연료 분기관 (5) 아래쪽으로 오목한 플랜지를 댄 단부 커버 (16) 에 부착된 플랜지를 댄 기부 (15) 가 있다. 덮개 (14) 의 측면 공기 입구 (46) 가 연료 분기관 (5) 과 지지 장착물 (10) 의 레벨 사이에 위치되는데, 이 측면 입구 (46) 가 덮개 (14) 와 반응기 벽 (6) 사이의 고리 (13) 로부터 공기의 자유 운동을 가능하게 하며, 여기서 커버 (16) 로부터 먼 반응기 (1) 의 하류 단부에서 외부 공기 입구 오리피스 (47) 가 있다. 흡수 가스 제품 분기관 (17) 이 커버 (16) 의 내부적으로 제공되어 벨로우즈 파이프 (19) 에 의해 배출구 구멍 (18) 으로부터 이격되어 있다.
사용시, 연료, 예컨대 메탄 또는 수소가 금속 호스 (7), 연료 분기관 (5), 연료 튜브 (2) 를 경유해서 반응기 (1) 로 들어가고 반응 체임버내로 나와서 연료가 자동점화된다. 동시에, 압축 공기가 환대 (13) 내의 상기 외부 공기 입구 오리피스 (47) 를 경유해서 반응기 (1) 로 들어가고, 이 환대에서 측면 공기 입구 (46) 를 통해 들어가기 전에 덮개 (14) 내부에 밀폐된 유체에 의해 예열된다. 공기가 튜브 (2, 12) 사이를 지나가서 더 예열된 후, 연료 버너에 대해 방향 (3) 으로 진행한다. 명료성을 위해, 예열에 대한 특성의 상세한 설명은 생략된다(도 2 참조).
도 2 에는 연료의 분배 및 열교환기 (21) 를 통한 정방형 덮개 (14) 의 각각의 흡수 튜브 (2, 12) 가 도시되어 있으며, 이 열교환기는 체임버 (22) 를 가로지르는 (41) 로 세분된다. 도 2 는 열교환기의 다섯 구역을 도시하고 있으며, (9, 8, 8, 8, 8) 에 상응하는 구역 (23-27) 은 체임버 (22) 를 한정하는 배플 (28) 각각을 세트한다. 배플 (28) 의 수 (2, 3) 는 각각의 배플의 슬롯 (29) 의 수를 지정하는데, 슬롯의 수는 열교환기 (21) 의 길이를 통해 교번된다. 부위 (2a-2e) 는 제 1 튜브 (12) 의 분배와 다양한 2 및 3개의 슬롯 배플 구성의 연료 튜브 (2) 를 도시하고 있다. 부위 (2A) 는 튜브들 (12) 사이에서 두 개의 슬롯 (29) 을 가지며, 연료 튜브 (2) 를 통과하는 배플 (28) 에 의해 이격된 튜브들 (12, 2) 을 둘러싼 지지링 (20) 을 갖는 정방형 덮개 (14) 를 나타내는데, 슬롯 (29) 은 개방되어 있다. 도시된 바와 같이, 부위 (2a) 는 남북방향으로 두 개의 슬롯을 갖는데, 부위 (2b) 는 다시 남북방향으로 배플 (28) 의 세 개의 슬롯 (29) 을 갖는다. 부위 (2a, 2b) 에 배열된 배플 (28) 은 열교환기의 영역 (23, 25, 27) 에 있다. 부위 (2c) 는 배플 (28) 의 두 개의 슬롯 (29) 을 가지며, 슬롯은 동서방향으로 있고, 부위 (2d) 는 배플 (28) 의 세 개의 슬롯 (29) 을 가지며, 이 슬롯은 동서 방향으로 있다. 부위 (2c, 2d) 에 배열된 배플 (28) 은 열교환기의 영역 (24, 26) 에 있다. 또한, 도 2 는 열교환기 (21) 위쪽의 공기 분배기 (30) 를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3 은 부위 (3a, 3b, 3c 및 3d) 와 함께 분배기 (30) 가 더욱 상세하게 도시하고 있다. 연료 튜브 (2) 가 버너와 점화 구역을 유도한다. 최상부의 두 개의 슬롯 배플 (28) 위쪽으로 천공된 플레이트 스포일러의 세 개의 레벨이 있으며, 즉 제 1 스포일러 (부위 (3a)에 도시된 구성의), 제 2 스포일러 (33)(부위 (3b) 참조) 및 제 3 스포일러 (34)(부위 (3c) 참조) 가 있다. 명료성을 위해서, 흡수 튜브 (12) 가 도 3 에는 도시되어 있지 않지만, 부위 (3a-3d) 에는 도시되어 있다. 지금부터 부위 (3a) 에 대해 언급하면, 이 부위는 흡수 튜브 (12) 와 교번되고 이 튜브에 오프셋된 연료 튜브 (2) 를 도시한 스포일러 (32) 의 상부 평면도. 흡수 튜브 (12) 의 열들의 2개의 쌍들 사이에는 연료 튜브 (2) 가 돌출해 있는 두 개의 천공된 배플 (35) 이 있다. 사용시 최상부의 두 개의 슬롯 배플 (28) 로부터 방출되는 다가오는 예열된 공기가 스포일러 (32) 를 향해 통과하며, 여기서 대부분의 공기가 스포일러 (32) 의 평면을 통해 직선으로 통과하지만, 배플 (35) 아래에서는 천공된 부분을 통과하는 소량의 공기와는 떨어져서 방사상 남북방향으로 전환된다. 도시된 바와 같이 다가오는 공기가 상부 평면도인 부위 (3b) 에서 스포일러 (33) 에 도달한다. 스포일러 (33) 에는 흡수 튜브 (12) 의 각각의 열 사이에 다섯 개의 천공된 배플 (36) 이 존재해서, 연료 튜브 (2) 에 의해 관통되어 있다. 배플이 남북방향으로 있다. 사용시, 스포일러 (32) 로부터의 공기는 배플 (36) 이 제한하고 공기를 전환시키는 곳을 제외하고는 스포일러 (33) 를 통과하며, 이때에는 방사상 동서방향으로 있다 (천공부를 통과해서 이동하는 것과는 별도로). 공기가 흡수 튜브 (12) 의 각각의 열 사이에서 동서방향으로 다섯 개의 천공된 배플 (37) 을 가지며, 연료 튜브 (2) 에 의해 관통된 스포일러 (34)(부위 (3c) 참조) 를 통과하는데, 배플 (37) 이 방사상 남북방향으로 다가오는 공기를 변환시킨다(천공부를 통과하는 것과 별도로). 부위 (3d) 는 세 개의 스포일러 (32-4) 와 그 배플 (35-7) 상부 평면도이며, 다가오는 공기의 매우 실체적인 부분이 통과하고 및/또는 배플에 의해 전환되며, 전환 운동이 남북/동서/남북 또는 동서/남북/동서방향 사이에서 교번되는 것을 도시하고 있다.
도 4 는 흡수 튜브 (12) 사이에 놓인 연소 구간 (38) 을 도시하며, 이 연소 구간 (38) 의 하류로 각각의 튜브가 흡수 튜브를 지나가는 배출 연소 가스를 가속시키기 위해 흡수 튜브 (12) 를 둘러싼 위쪽으로 감소하는 직경의 연소 환대 (39) 를 통과한다. 환대 (39) 의 위쪽으로는 연소 가스용 배출 분기관 (40) 이 있으며, 이 분기관은 상부와 하부 시트 (41, 42) 및 측벽 (43) 에 의해 한정된다. 흡수 튜브 (12) 는 제 2 벨로우즈 (45) 와 외부로 끼워맞춤된 입구 파이프 (44) 내로 밀봉식으로 상부 시트 (41) 를 통과해서 흡수 튜브의 열운동을 흡수한다.
상기 상세한 설명은 본 발명의 하나의 실시예이며, 어떤 식으로든 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.

Claims (52)

  1. 열교환기를 통해 연장하고, 또한 제 1 체임버, 제 2 체임버 및 이 열교환기의 양 측부 상에서 이 제 2 체임버에 축방향 측면으로 인접한 제 3 체임버를 구비한 복수의 측면으로 연장하는 열교환기 체임버를 통해 연장하는 복수의 제 1 열교환 튜브를 구비하며, 각각의 체임버가 칸막이에 의해 각각의 인접한 체임버로부터 분할되고, 이 칸막이에는 복수의 개별적 개구가 있으며, 각각의 체임버가 복수의 횡방향 상호연결 구간을 갖고, 이 각각의 구간이 상기 튜브들 중의 세 개 이상의 튜브에 의해 한정되며, 제 1 칸막이 및 상기 제 1 칸막이에 대향하는 제 2 칸막이를 구비하며, 상기 개구들은 상이한 구간에 있으며, 제 1 칸막이의 하나 이상의 제 1 개구와 상기 제 1 칸막이의 하나 이상의 제 2 개구 사이에서, 그리고 상기 제 2 칸막이의 하나 이상의 제 3 및 제 4 개구 사이에서 상기 구간을 통과하는 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 , 제 2 및 제 3 개구쪽으로의 통로를 갖는 상기 제 2 칸막이의 제 4 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 칸막이의 상기 제 1 개구가 상기 튜브들 중의 2개 이상의 튜브에 의해 상기 제 3 개구로부터 측면방향으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 개구들 중의 두 개 이상의 개구가 상기 제 3 개구들 중의 하나 이상의 개구에 측면방향으로 인접한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 4개 이상의 열교환기 튜브를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 열교환기를 통해 축방향으로 연장하는 상기 제 1 교환 튜브의 제 1 규칙적 정렬 및 상기 제 2 교환 튜브의 제 2 규칙적 정렬을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 1 튜브들의 두 열이 제 2 튜브의 열에 의해 이격되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 튜브가 상호 직각으로 두 방향으로 평행한 열인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 축방향으로 연속적인 체임버의 상기 제 1 개구들 중의 하나의 개구 및 상기 제 3 개구들 중의 하나 이상의 개구가 하나의 축방향으로 연장하는 평면에 놓여, 하나의 평면에서 상기 개구를 통한 열교환 유체의 운동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 측면방향으로 연장하는 평행한 측면을 갖는 두 개 이상의 칸막이를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 튜브와 상이한 직경을 갖는 제 2 튜브가 상기 칸막이를 통과하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 연속적 체임버의 칸막이가 평행한 측면을 가지며, 하나 걸러의 체임버의 하나 이상의 칸막이는 축방향의 동일 선 상에 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제 11 항에 있어서, 연속적인 체임버의 상기 칸막이의 상기 측면들은 축방향 동일 선상에 있음으로써 상기 체임버들 사이를 통과하는 열전달 유체가 지그재그 경로로 이동하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 칸막이들 중 적어도 일부는 가로방향 슬롯을 갖는 플레이트인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 칸막이들 중 적어도 일부에는 독립적 배플이 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서, 연속적인 체임버에서 한쪽 방향으로 평행한 측면을 갖는 제 1 일련의 칸막이 및 다른 쪽 방향으로 평행한 측면을 갖는 제 2 일련의 칸막이를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 방향이 상호 직각으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 일련의 칸막이는 교번 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  18. 제 5 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 체임버의 상기 제 1 튜브의 교번 열 사이의 배플 및 상기 제 2 체임버의 제 1 튜브의 다른 교번 열 사이의 배플을 구비하며, 상기 제 2 튜브가 상기 배플을 통과하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  19. 용기에서 상호 축방향 관계로 상기 용기의 복수의 측면방향으로 연장하는 열교환 체임버를 통과하는 제 1 유체와 복수의 제 1 튜브를 통과하는 제 2 유체 사이에서 용기의 열교환을 실행하고, 상기 제 1 튜브가 상기 용기를 통과해서 그리고 상기 체임버를 통과해서 연장하고, 각각의 체임버가 복수의 횡방향 상호연결 구간을 가지며, 상기 제 1 튜브가 상기 제 1 유체의 두 개 이상의 흐름을 제 1 체임버의 다른 구간내로 통과시키고, 각각의 상기 제 1 흐름과 제 2 및 제 3 흐름을 제공하는 상기 튜브들 중의 하나 이상의 튜브와 접촉을 실행하며, 혼합 흐름을 만들기 위하여 다른 구간에서 상기 제 2 및 제 3 흐름을 혼합하고, 상기 다른 구간으로부터의 상기 혼합된 흐름을 상기 체 1 체임버에 축방향으로 인접한 제 2 체임버내로 통과시킴으로써 상기 유체가 축방향 및 측면방향으로 상기 체임버를 통과시키는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 두 개 이상의 혼합된 흐름이 상기 인접한 체임버로 들어가고, 상기 인접한 체임버의 각각의 혼합된 흐름이 두 개 이상의 분할 흐름을 형성하도록 분할되며, 상기 분할된 흐름들 중의 하나 이상의 흐름이 상기 또 다른 혼합된 흐름으로부터의 분할된 흐름과 만나서 상기 인접한 체임버로부터 이 인접한 체임버에 인접한 또 다른 체임버로 통과하는 또 다른 흐름을 만드는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 흐름이 혼합된 흐름이 상기 체임버를 떠나가는 구역에 인접한 상기 체임버의 구역으로 들어가는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중의 어느 한 항에 있어서, 체임버에서, 제 1 유체가 상기 체임버를 통해 축방향으로 연장하는 8개 이상의 열교환 튜브와 접촉하는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서, 제 3 유체가 상기 용기의 축방향으로 연장하는 제 2 튜브를 통과하며, 상기 제 1 및 제 3 유체의 전체 유동 방향이 상기 제 2 유체의 유동 방향에 대해 역류방향으로 되어, 상기 제 2 유체와 상기 제 1 및/또는 제 3 유체 사이에서 열교환을 실행하는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 가스인 상기 제 1 유체 및 액체인 상기 제 3 유체가 상기 제 1 튜브의 제 2 유체와의 열교환에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 제 1 유체가 제 1 평면에서 두 개 이상의 체임버를 통과하는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 유체가 상기 제 1 평면과 다른 제 2 평면의 두 개 이상의 다음 번 체임버를 통과하는 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  27. 제 19 항 내지 제 26 항에 있어서, 상기 용기가 청구항 제 1 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항에 정의된 바와 같은 열교환기인 것을 특징으로 하는 열교환 방법.
  28. 두 개 이상의 연속적인 열로 상기 용기를 가로지르는 횡방향 배플을 구비하며, 배플의 열이 개방된 횡방향 체임버를 한정하고, 연속적인 열의 배플이 용기를 가로질러 다른 공간적 분배를 하며 상류 위치로부터 하류 위치로 축방향으로 통과하는 제 1 유체의 하나 이상의 흐름을 분배하기 위한 용기.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 배플들 중의 하나 이상의 배플이 천공되는 것을 특징으로 하는 용기
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 용기를 통해 축방향으로 연장하는 제 1 규칙적 정렬로 된 복수의 제 1 튜브 및 상기 용기를 통해 축방향으로 연장하는 제 2 규칙적 정렬로 된 복수의 제 2 튜브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용기.
  31. 제 30 항에 있어서, 제 1 튜브들 중의 2개의 열이 제 2 튜브의 열에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 용기.
  32. 제 31 항에 있어서, 제 1 및 제 2 튜브가 상호 직각으로 두 방향의 평행 한 열로 되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
  33. 제 30 항 내지 제 32 항 중의 어느 한 항에 있어서, 용기 벽에 인접한 튜브로부터 떨어진 각각의 제 1 튜브가 4개의 제 2 튜브에 의해 둘러싸이며, 각각의 제 2 튜브가 4 개의 제 1 튜브에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 용기.
  34. 제 30 항 내지 제 33 항에 있어서, 상기 제 2 튜브가 상기 배플을 통과하는 것을 특징으로 하는 용기.
  35. 제 30 항 내지 제 34 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 배플이 측면으로 연장하는 평행한 측면을 가지며, 용기의 폭을 가로질러 연장하고, 제 1 튜브들 중의 적어도 몇 개의 튜브 사이에서 위치되는 것을 특징으로 하는 용기.
  36. 제 35 항에 있어서, 배플들의 제 1 열의 상기 배플의 측면은 배플들의 제 2 인접한 열의 상기 배플의 측면에 대해 각도를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 용기.
  37. 제 36 항에 있어서, 배플들의 상기 제 2 열이 제 1 열에 대해 직각으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
  38. 제 35 항 내지 제 37 항 중의 어느 한 항에 있어서, 하나의 열의 배플들의 수는 인접한 열의 배플들의 수 보다 하나 이상 또는 하나 이하인 것을 특징으로 하는 용기.
  39. 제 28 항 내지 제 38 항 중의 어느 한 항에 있어서, 배플들의 제 1 열에 대해서, 제 1 및 제 2 튜브가 서로의 사이에 끼인 평행한 열로 되어 있으며, 평행한 측면의 배플의 열이 이 열들을 통과하는 제 2 튜브의 교번 열을 갖는 것을 특징으로 하는 용기.
  40. 제 39 항에 있어서, 배플들의 상기 제 1 열에 인접한 배플들의 제 2 열에 대해서, 상기 제 2 열의 평행한 측면 배플의 열이 이 열들을 통과하는 제 2 튜브의 각각의 열 및 이 열들을 통과하는 제 1 튜브의 각각의 열을 가지며,제 2 열의 상기 배플의 측면의 방향이 제 1 열의 배플의 측면의 방향에 대해 직각인 것을 특징으로 하는 용기.
  41. 제 40 항에 있어서, 배플들의 상기 제 2 열에 인접한 배플들의 제 3 열에
    대해서, 상기 제 3 열의 평행한 측면 배플의 열은 이 열들을 통과하는 제 2 튜브의 각각의 열및 이 열들을 통과하는 제 1 튜브의 각각의 열을 가지며, 제 3 열의 상기 배플의 측면의 방향이 제 1 열의 측면과 동일한 방향으로 제 2 열의 배플의 측면의 방향에 대해 직각으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
  42. 제 41 항에 있어서, 배플들의 3개의 연속적인 열들이 천공되어, 튜브와 용기의 벽에 대해 각각 위치되어, 축방향 관점에서 3개의 열의 전체적 영향은 튜브를 제외하고 용기의 횡단면적의 80% 이상을 점유하도록 나타나는 것을 특징으로 하는 용기.
  43. 유체가 용기를 가로질러 측면방향으로 연장하는 배플의 연속적인 열들 주위로 축방향으로 통과하고, 각각의 연속적인 열이 용기를 가로질러 다른 공간적 관계로 되어 있어, 적어도 상기 유체의 일부분이 축방향 운동 뿐만 아니라 측면방향 운동을 하며 상류로부터 하류 위치로 용기를 통해 축방향으로 제 1 유체를 통과시키는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 제 1 유체가 천공된 얼마 이상의 배플을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 43 항 또는 제 44 항에 있어서, 상기 용기가 상기 용기를 통해 축방향으로 연장하는 복수의 제 1 튜브를 또한 구비하며, 상기 튜브가 제 1 규칙적 정렬로 되어 있고, 복수의 제 2 튜브가 상기 용기를 통해 축방향으로 연장하며, 상기 제 2 튜브가 제 2 규칙적 정렬로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 유체의 제 1 흐름의 적어도 일부분이 제 1 열의 제 1 튜브들 사이에서 축방향으로 통과한 후, 제 2 열의 제 1 과 제 2 튜브들 사이에서 축방향 및 측면방향으로 통과하며, 임의로 상기 제 2 열의 하나 이상의 천공된 배플을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 흐름의 적어도 일부가 제 3 열에서 제 1 과 제 2 튜브 사이에서 축방향 및 측면방향으로 통과하며, 임의로 상기 제 3 열에서 하나 이상의 천공된 배플을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 43 항 내지 제 47 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 용기가 제 28 항 내지 제 42 항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 1 항 내지 18 항 중의 어느 한 항에 청구된 상기 제 1 유체용 열교환기 및 상기 제 1 유체의 흐름을 분배하기 위한 분배기를 구비한 용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  50. 제 28 항 내지 제 42 항 중의 어느 한 항에 청구된 제 1 유체의 흐름을 분배하기 위한 용기, 및 상기 제 1 유체로 열교환을 실행하기 위한 열교환기를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  51. 제 49 항에 있어서, 상기 용기가 제 28 항 내지 제 42 항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 것을 특징으로 하는 장치.
  52. 제 1 항 내지 제 18 항, 제 28 항 내지 제 42 항 및 제 49 항 내지 제 51 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 튜브가 발열반응물인 제 3 유체를 위해 제 2 튜브와 열교환 관계에 있는 고온 흡열 반응 제품을 위한 것이고, 상기 제 1 유체가 제 2 발열반응물이며, 제 1 유체 및 제 3 유체가 상기 흡열반응을 위한 열을 제공하기 위하여 다음의 흡열반응을 위한 것을 특징으로 하는 장치.
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