KR200235783Y1 - 감압 건조·농축효율 증대장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 핀 튜브(fin tube)(22)열교환기(2)를 사용하여 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)에서 배출되는 고온폐열과 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)에 공급되는 외부 냉공기를 열교환시켜 히터(전기,가스,기름,스팀 등)(4)에서 새 냉공기를 가온시키는데 소요되는 에너지를 절감하며 건조·농축후 남은 습기가 있는 폐열을 엘러먼트(21)을 삽입한 핀 튜브(22) 열교환기(2) 후단에 설치된 진공발생장치(3)로 흡입시키므로써 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)내부는 진공상태가 되어 건조·농축효율을 증대할 수 있는 에너지 절약형 감압 건조·농축효율 증대장치 이다

Description

감압 건조·농축효율 증대장치{Efficiency increasing apparatus of decompression drying ＆ concentration}

열을 이용한 시설에서 열을 사용후 그대로 방출시키는 폐열을 열교환기에 보내 회수시키는 공정에 있어서 열교환기장치에 효율적으로 열을 용이하게 통과시켜 열교환기의 성능을 향상시키고 필요한 열에너지를 확보하여 에너지 자원을 현저히 절약할 수 있는 폐열을 이용한 열교환장치에 관한 것과 열교환기 후단에 진공발생장치를 사용하여 흡입력을 발생시켜 건조·농축장치를 진공상태로 만들어 감압된 저온에서 증발시켜 건조·농축효율을 증대시키는 장치에 관한 것이다.

종래의 건조·농축시키는 방법은 스팀이나 고온수가 순환되는 보일러의 관속으로 유체를 통과시켜 유체를 가열하는 방법이 사용되었다. 이 방법은 보일러 관로에 부식 등이 발생하고 관주변으로 스케일이 발생하여 보일러관이 막히는 경우가 있어 심각한 문제를 야기하고 있다.

건조·농축시킨후 잔열을 회수하지 못하고 그대로 버리거나 회수시설을 설치한다고 해도 회수시설 설치비나 유지관리비가 많이 소요되어 비효율적이었다.

본 고안은 핀 튜브안에 엘러먼트를 삽입한 열교환기를 사용하여 열교환효율을 극대화시키는 장치에 관한 것으로써 외부로 방출시키는 잔열을 함유한 고온 습유체와 외부로부터 유입되는 저온유체가 서로 열교환하여 저온 유체를 가온시켜 히터에서의 유체가열에 소요되는 열소요량을 감소시키게 한다.

히터로 가온유체의 온도를 더 높여 가열된 유체를 건조·농축장치로 보내고 건조·농축장치에서 증발을 증대시켜 건조·농축시간을 단축시키고 건조·농축에 사용되고 남은 잔열을 함유한 유체는 진공발생장치 흡인력에 의해 열교환기 내부를 통과하면서 열교환되어 진공발생장치로 흡입된다.

이때 진공발생장치 흡입력에 의해 건조·농축장치에 진공이 발생되어 습도가 낮아지고 주변압력을 감압시켜 건조·농축효율이 더욱 향상되는 감압에 의한 건조·농축효율을 증대시키는 장치에 관한 것이다.

제 1 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기부착 건조장치 종단면도

제 2 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기부착 간접농축장치 종단면도

제 3 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기부착 직접농축장치 종단면도

제 4 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기의 종단면도

제 5 도는 제4도의 A -A 단면도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1. 건조장치 2. 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기

21. 엘러먼트(element)(screw type 비틀림판) 22. 핀 튜브(fin tube)

3. 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)

4. 히터(전기,가스,기름,스팀 등)(heater)

41. 핀(fin) 5. 농축 jacket

6. 간접농축장치 7. 직접농축장치

R1∼R4. 관로 10a. 건조·농축장치 입구

10b.건조·농축장치 출구 20a. 저온 유체 입구

20b. 가온된 유체 출구 20c. 고온 습유체 입구

20d. 감온된 습유체 출구 30a. 진공발생장치 흡입구

30b. 진공발생장치 토출구 40a. 히터 입구

40b. 히터 출구 50a. 간접농축장치 가온유체입구

50b. 간접농축장치 감온유체출구

본 고안은 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2), 히터(4), 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)가 연결된 장치에서 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)의 후단에 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)를 연결시켜 진공을 발생시키고 진공에 의한 감압으로 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)와 관(R3)주변의 습도를 낮아지게 하여 건조·농축시간을 단축시켜 건조·농축효율을 증대시키는 장치에 관한 것이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 고안을 설명하고자 한다.

제 1 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기부착 건조장치 종단면도 이고 제 2 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기부착 간접농축장치 종단면도 이고 제 3 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기부착 직접농축장치 종단면도 이다. 제 4 도는 본 고안의 핀 튜브에 엘러먼트를 삽입한 열교환기의 종단면도 이며 제 5 도는 제4도의 A -A 단면도 이다.

핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)를 사용하여 저온유체입구(20a)로 대기중의 저온의 유체를 흡입하고 흡입된 저온의 유체는 열교환기(2) 내의 핀 튜브(fin tube)(22)와 엘러먼트(element)(21)가 있는 내부를 통과한다. 열교환기(2) 후단에 연결된 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)의 흡입력에 의해 감압되어 증발건조농축 되고, 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)에서 건조농축에 사용되고 남은 폐열을 함유한 유체가 관(R3)을 통해 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2) 내부로 들어와서 저온 유체와 고온 습유체가 서로 열교환되어 가온된 유체로 전환된다.

이때 엘리먼트(element)(21)를 삽입한 핀 튜브(fin tube)(22)를 사용함으로써 내부에서 골고루 열전달이 일어나서 열교환 효율을 극대화시킨다.

도2에서 보면 핀 튜브(fin tube)(22) 1개에는 다수의 엘러먼트(element)(21)가 들어있고, 이와 같은 핀 튜브(fin tube)(22)를 열교환용량에 적합하게 열교환기내부에 설치한다.

잔열을 함유한 고온 습유체가 고온습유체 유입구(20c)로 들어와서 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)로 유입되어 핀 튜브(fin tube)(22)안으로 흐르면서 엘러먼트(element)(21)에 의해 관내부가 골고루 교반되어 열전달효율을 상승시킨다.

핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)를 통과한 저온 유체는 고온 습유체와 열교환되어 가온되고 가온된 유체는 가온 유체 출구(20b)를 통해 관(R1)을 따라 히터(4)로 이동한다.

히터(4)내의 핀(fin)전열기(41)에 의해 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)에서 예열된 가온된 유체는 급속히 가열되어 관(R2)을 타고 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)로 들어간다. 이 건조농축장치는 유입되는 고온의 열에 의해 증발된다.

도1에서 보면 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)의 후단에는 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)가 연결되어 있고, 이 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)에 의해 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)에서 증발에 사용되고 남은 잔열을 포함한 고온 습유체는 관(R3)을 따라 다시 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)로 유입되어 저온 유체 입구(20a)로 들어온 저온 유체를 가온시킨다.

이때 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)의 흡입력에 의해 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)에서 증발된 습공기를 흡입함으로써 건조농축장치에 진공이 발생하여 감압되어 저온에서 증발되므로 건조농축효율이 증대된다.

핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)를 통과한 감온된 유체는 감온 유체 출구(20d)를 통해 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)흡입구(30a)로 유입된다.

진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3) 흡입구(30a)로 유입된 감온된 유체는 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3) 토출구(30b)를 통해 대기중으로 배출된다.

진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3) 흡입구(30a)에서 흡입력이 발생하여 감온된 습유체가 계속 유입되면서 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)와 관(R3)주변은 지속적인 진공상태를 유지하게 되어 감압에 의한 건조농축효율을 증대시키는 장치이다.

본 고안은 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)의 후단에 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)를 부착하여 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)에서 증발건조에 사용되고 남은 잔열을 포함하는 고온 습유체를 핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)로 빨아들이고 이때 고온 습유체와 저온 유체 사이에서 열교환이 일어난다.

핀 튜브(fin tube)(22)에 엘러먼트(element)(21)를 삽입한 열교환기(2)에서 열교환 면적을 크게 하고 전체적인 열전달을 빠르게 해준다.

진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)의 흡입력을 이용해서 건조장치(1),간접농축장치(6)와 직접농축장치(7)와 관(R3)주변의 진공상태를 계속 지속적으로 유지하므로 저온에서 증발되어 건조농축효율이 증대된다.

또 잔열이 포함된 고온 습유체를 이용하므로 히터의 열소요량을 줄이고, 유체예열시간을 단축하여 히터(heater)(4)에서의 가열시간을 빠르게 하여 건조농축시간을 단축시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 열교환기(도2)내의 핀 튜브 내부에 적어도 하나의 엘러먼트(element)(21)를 0도를 포함한 임의의 각도로 설치하여 핀 튜브속의 유체의 온도분포가 튜브중심과 둘레쪽이 같아지게 하여 열교환 효율을 증대시켜 히터(4)에서 가열시에 연료소모를 줄이는 감압건조·농축 효율 증대장치.
2. 상기 제1항에 있어서 건조장치(1), 간접농축장치(6), 직접농축장치(7)를 진공발생장치(ejector 또는 진공펌프)(3)의 흡인력으로 균일한 진공상태가 유지시켜 저온에서 신속하게 건조·농축 효율을 상승시키는 감압 건조·농축 효율 증대장치.