KR20030045084A - 열 교환기, 액체 증발 방법 및 증류 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 유체 유동용 수로는 접힌 얇은 시트 재료(1)의 양측에 형성된 슬릿을 이루어지고, 수로의 슬릿 폭(24)과 깊이(25)사이의 비율은 상기 시트 재료의 두께의 0.15배보다 작은, 유체간의 열 교환용 요소이다.

Description

열 교환기, 액체 증발 방법 및 증류 장치{HEAT EXCHANGER, METHOD OF EVAPORATING LIQUID AND DISTILLATION DEVICE}

열 교환기는 잘 알려져 있으며 많은 관련 분야에서 사용되고 있다. 현재의 열 교환기의 유형은 두 개의 매체 사이의 분할 벽으로서 파이프들 또는 시트(sheet)들을 사용하고 있다. 재료의 열전달, 중량 및 용도에 관한 고려에 근거하여, 분할 벽(dividing wall)들이 가능한 한 얇은 열 교환기를 개발하는 것이 목적이지만, 열 교환기 요소의 구조적인 구성은 다양한 적용 기간에서 실제의 압력을 견딜 수 있기 위해 필요한 강도를 여전히 갖는다.

파이프 교환기(pipe exchanger)는 공통의 맨틀(mantle)에 수 개의 파이프를 갖거나 또는 두 개의 동축 파이프로서 설계된다. 이러한 교환기는, 고압을 견디기에 매우 적합하며, 또한 두 개의 매체 사이의 누출을 비교적 잘 방지한다. 그러나, 파이프들은 상응하는 면적의 시트보다 훨씬 더 비싸기 때문에, 제조 비용이 비교적 높다.

한편, 시트 교환기(sheet exchanger)는 특별히 내밀성(tightness)에 대한 절대적인 요구 조건이 없고, 교환기의 용량이 높은 경우의 적용에서 사용된다.

공지된 두 가지 유형의 열 교환기에서, 두 개의 매체의 유동 프로파일(flow profile)들은 결코 이상적이지 않다. 본 발명의 비교의 근거가 되는 공지된 시트 교환기에 있어서, 문제점은 시트들 사이의 제한된 유동 속도에 관련된다. 각 코너에 있는 입력 및 출력 채널(channel)들이 기하학적 형상의 고려에서 긴밀하며, 그 매체들은 압력 강하를 초래하는 급격한 90°선회를 하여야 한다는 점에 제한이 있다. 그러므로, 허용가능한 압력 강하에 대한 제한을 제공하는 것은 이러한 기하학적인 문제이지 교환기내에서의 유동 속도의 문제는 아니다.

교환 요소를 따르는 유동 속도는, 매체와 영역의 α-값 사이의 열전달에 대하여 결정적이며, 예를 들면 1m/sec에서 1과 2m/s에서 1.8의 인자로서 α-값의 계산시 물의 난류 유동에 적용된다.

각 시트가, 각 측면에 실제의 매체가 순환하는 채널이 형성된 것과 같은 지그재그로 접혀진, 종래의 열 교환기들이 공지되어 있다[예를 들면, US 1 601 637, EP 0 197 169 및 SE 362 137 참조]. 이러한 교환기의 공통점은, 필요한 면적 밀도를 얇은 시트들의 사용을 허용하는 구조적인 강도와 결합시키지 못하는 채널 프로파일과, 유동 속도가 충분히 큰 좁은 채널들을 갖는 것이다. 이것은 낮은 열전달이 보다 낮은 유동 속도를 나타내는 보다 큰 교환기를 요구하기 때문에 비교적으로 치명적이다.

증기의 재압축시의 증류에 대한 원리가 알려져 있다. 도 7은, 예를 들면 분할 벽(19)으로 나뉘어진 챔버(chamber)(18)를 도시하며, 이 챔버내에는 끓는점까지 가열되는 액체(20)가 있다. 액체로부터의 증기(21)는 팬(fan) 또는 압축기(22)내로 흡입되고, 이것으로부터 분할 벽(19) 아래의 방(room)내로 가압된다. 보다 높은 압력 때문에, 증기는 증발 기간의 온도보다 더 높은 온도에서 응축될 것이다.

그러므로, 응축열이 액체에 전달되어 상응하는 양의 신규 액체를 증발시킨다. 그러면 신규 액체가 증발 측으로 안내됨과 동시에 응축액(23)이 똑똑 떨어질 수 있다.

이러한 원리는, 예를 들면 분유, 셀룰로오스 등의 제조에서와 같이 유출액의 건조까지 산업적으로 요즘 적용되고 있다.

공정의 유효 인자는 각각의 팬 에너지에 따른 증발 에너지로부터 계산된다. 소정 양의 증류액에 대해, 증발과 응축 사이의 압력비에 의해 팬 에너지가 결정된다.

압력비와 그에 따른 에너지 소모는 분할 벽 사이의 필요한 열전달이 어떻게 쉽게 일어나는지에 달려 있다.

마지막으로, 이것은 분할 벽의 열전달과 같이 표현될 수 있고, k-값은 분할 벽에 필요한 면적의 크기에 관한 결정적인 기준이 된다.

수증기의 경우, 1단계 팬에 대한 압력비의 제한은 1.15인데, 이것은 약 3.5℃ 더 높은 응축온도를 의미한다. 100℃의 증발 온도의 경우, 응축은 103.5℃에서 일어날 것이다.

먼지와 같은 변수가 없다면, 총 열전달, 즉 k-값은,

k=1/(1/α1+s/λ+1/α2)에 의해 결정되어지는데, 여기서 α1=응축 측에서의 열전달, α2=증발 측에서의 열전달, s=시트 두께 및 λ는 시트 재료의 열전달계수 주기를 의미한다.

α-값들중의 하나의 최저치는, k-값이 얼마나 높을 수 있을지에 대한 점근 영역치(asymptotic border value)를 제공할 것이다.

수직표면의 경우, 응축을 위한 상대적으로 높은 α1-값을 달성할 수 있다. 그 값이 표면이 갖는 높이가 낮아질수록 더 높게 된다. 50mm의 높이의 경우, α-값은 약 13500W/m²℃가 된다.

그러나, 증발 측에서의 α2-값은 한정적으로는 여기서 달성될 수 있는 낮은 온도차에서의 제한적인 요인이 된다. 이 경우, 물이 가열 표면으로부터 거품을 가지고 끓기 전에 표면과 끓는점 사이의 온도차가 최소 7℃가 되어야 한다는 것이다. 이러한 온도차의 경우, 물은 물 그 자체에서 작은 증기 거품을 형성하는 점에 의해 증발하게 된다. 이러한 비등의 형태는, 열전달이 대류 주기에 의해 일어나기 때문에 대류 비등(convection boiling)으로 불린다.

3.5℃의 온도차를 갖는 대류 비등의 경우, 약 1800W/m²℃보다 더 높은 α2-값을 얻을 수 없다. 그러므로, k-값이 너무 낮아서 상기 압력 및 온도에서의 물의 증류는 분당 8.8m²/kg 증류액을 필요로 할 것이다. 이것은 너무 높아 이러한 증류 설비(distillation plant)에 대한 실제의 치수 및 비용을 얻을 수 없다.

대류 비등에서 열전달을 증가시키는 유일한 공지된 방법은, 예를 들면 교반 장치(stirring device), 프로펠러 또는 펌프에 의하여, 가열 표면에 대하여 물의 움직임을 설정하는 것이다.

발명의 요약

이것은 특허청구범위에서 기술된 특징들로 규정되는 바와 같은 본 발명에 따른 열 교환기로 달성되어진다.

본 발명에 따른 열 교환기에 대해, 목적들 중의 하나는 기계적인 도움없이 자체 순환(self circulation)에 의해 보다 높은 열전달을 달성하는 것이다. 그러나, 대류 비등에서 물에 형성되는 작은 증기 거품의 밀도는, 처음에는, 너무 작아서 어떠한 능동적인 정도의 자체 순환을 달성할 수 없다. 증기 거품의 밀도는 물에 대한 열 복사를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 주어진 변수의 경우, 이것은 큰 열 공급 표면으로 소량의 물을 에워쌈으로써, 실제적으로는 시트들 사이의 좁은 슬릿내에 물을 가둠으로써만 달성될 수 있다.

본 발명은 두 개의 매체 사이의 열을 교환하는 열 교환기 요소 및 그 요소의 적용에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 열 교환기 요소의 사시도,

도 2는 교환기 하우징내에 위치된 도 1의 교환기 요소를 도시한 도면,

도 3은 공기/액체 열 교환기에서 사용된 본 발명에 관한 도면,

도 4는 도 3의 열 교환기의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 열 교환기 요소의 제조를 위한 제 1 단계를 개략적으로 도시한 도면,

도 6은 제조를 위한 제 2 단계를 도시한 도면,

도 7은 공정에 대한 원리를 개략적으로 도시한 도면,

도 8은 평면 채널과 요소 벽을 갖는 열 교환기 요소를 개략적으로 도시한 도면이다.

열 교환기에 대한 원리가 도 8에 도시되어 있다. 시트는, 폭(24)과 높이(25)를 갖는 슬릿으로 서로 접혀지는데, 여기서 물은 상부로 개방된 슬릿에서 보여지고, 응축 증기는 하측을 향하여 개방된 슬릿에서 보여지게 된다.

슬릿(24)이 보다 좁아질 경우, 실제의 열 플럭스(heat flux) q(W/m²)가 감소되는 열의 양을 복사하고, 증기 거품의 밀도가 증가할 것임이 명백하다. 특정 경계지점에서, 증기 거품은 보다 큰 거품과 결합되기 시작할 것이다. 이것은 물을 강한 운동으로 설정할 것이고, 열 플럭스는 증가할 것이며, 증기 거품의 양은 증가할 것인데, 이는 자체 확대 반응이 발생함을 의미한다. 증기의 양은 너무 커서 단면의 주요부내에서 슬릿의 중앙의 증기와, 표면들을 따라 당겨지는 물의 박막(thin film)을 갖는 양면 스트림(two faced stream)을 형성한다.

100℃에서 물과 1.5 내지 2mm의 슬릿의 경우, 이러한 경계지점은 단지 1.8내지 2℃의 온도차를 갖고, α-값은 증발 측에서 약 1800W/m²℃에서 약 18500W/m²℃로 증가되는 것으로 실험에서 나타났다. 이것은 대략 전술한 산업 건조 설비에서 종종 사용되는 약 18℃의 온도차 또는 막 증발에 대한 통상의 빠른 비등에 의해 달성될 수 있는 레벨에 있다.

얇은, 접혀진 시트 재료(1)의 양측의 유체 유동 수로용 슬릿(24)의 폭과, 슬릿에서의 슬릿 깊이(25)가 서로에 대해 또는 시트 두께에 대해 특정 비율로 있는 경우, 최적의 결과가 달성될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 슬릿 폭(24)과 슬릿 깊이(25)간의 비율은 시트 재료의 두께의 0.15배보다 더 작아야 한다. 주름의 높이는 증기내의 너무 높은 역압(counter pressure)을 회피하도록 그리고 하측상의 응축물이 짧은 흘러내림(runoff) 거리 주기를 갖도록 제한되어야 한다. 높이 h=50mm는 양측에 대해 최적의 결과를 제공하는 것으로 보인다.

양측의 열전달은 너무 양호하여 시트 두께가 총 k-값에 대한 부정적인 영향을 가지기 시작한다. 이러한 이유로, 중량과 비용 때문에, 가능하다면 얇은 시트가 장점적이다. 열 교환기에서 0.4 내지 0.5mm 티타늄 시트가 종종 사용된다.

여기서 필요한 좁은 슬릿의 경우, 원리 도면에 도시된 바와 같은 곧은(straight) 슬릿은 상대적으로 작은 압력차에서 서로 쉽게 가압될 수 있다.

본 발명에 따른 열 교환기에 있어서, 시트를 주름지게 하는 요소의 구성 방법에 도달하는데, 이것은 서로 가압하는 것을 방지하나, 동시에 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 세척을 위한 접근을 저지하지 못하거나 매체의 유동을 폐쇄하게된다.

두 개의 매체측들을 서로 격리하기 위하여, 교환기 요소내의 슬릿은 단부에서 폐쇄되어야 한다. 많은 적용에 있어서, 이것은 적절한 재료로 단부들을 함께 성형함으로써 쉽게 행해질 수 있다.

단부들은 또한 슬릿을 서로 용접함으로써 폐쇄될 수 있다. 다른 해결책은 단부들에 대해 예를 들어 고무로 이루어진 덮개를 가압하는 것이다.

그것의 높은 콤팩트화 및 세척을 위한 양측으로부터의 직접 접근성에 의해, 열 교환기는 일반적인 열 교환기, 예를 들면 모터 냉각기로서 매우 적합하다. 또한 이러한 경우에 좁은 슬릿이 특별한 열적 효과를 줄 것이다. 액체의 관통 유동에 의해 열전달이 유동 속도 주기를 따라 증가하게 될 것이다. 슬릿이 좁은 경우, 표면 근처의 난류는, 평균 유동 속도가 같은 경우에도, 넓은 슬릿 또는 파이프의 경우보다 커지게 된다.

교환기 요소는, 이러한 적용에서, 단부들에 각각의 입력과 출력을 갖춘 맨틀 절반체(mantle halves)내로 캡슐화(capsulated)된다.

온도가 약 5 내지 8℃ 낮추어진 경우 모터 냉각기에 문제점이 예시될 수 있다. 50mm의 수로 높이의 경우, 1.5 내지 1.8m/s의 속도를 달성하기 위하여 수로 폭은 1.5 내지 2mm의 폭보다 넓지 않아야 한다. 이것은 반대측의 수로를 구부려서 감소시키거나 폐쇄하게 되는데 얇은 시트에 대한 최소한의 압력차를 필요로 한다.

요소는 모든 주름 평면이 동일한 방향으로 구부러지는 벨로우즈로 접히는 얇은 시트로 이루어진다. 수로내의 압력은 이웃하는 수로내의 압력이 상이하다면, 수로 벽의 형태에 영향을 미칠 것이다. 수로의 일측이 직선으로 되려는 반면, 다른 일측은 힘이 서로 대략 균등하도록 프로파일을 안쪽으로 당긴다. 교환기 요소(1)는 각 단부에서 입력과 출력 수로(4 및 5)를 갖는 상부 맨틀(2)과 하부 맨틀(3) 사이에 장착된다. 맨틀(2, 3)은, 요소 굴곡이 바이어싱 되어 보다 증가된 구조적인 강도를 얻을 수 있도록 요소의 수로 상부에 대한 압력을 작용시킬 수도 있다. 수로의 벽 표면에서의 굴곡은 평행한 것이 바람직하다.

원형 시험(prototype test)은, 상기 예에서 기술된 바와 같은 수로 치수와, 단지 0.5mm 두께의 티타늄 판을 갖는 모터 냉각기로 수행되었다. 이 구성은 수로 벽의 변형의 어떠한 신호 없이 5 바(bar)보다 높은 차압(differential pressure)을 견딜 수 있었다. 유동 관통 영역에 비교된 높은 영역 밀도는 동일한 유동 관통 속도 주기를 갖는 파이프의 경우보다 30% 이상의 α-값을 주는 것으로 입증했다. 총 열전달, k-값은 종래의 시트 열 교환기에 대해 본질적으로 보다 높다.

액체간의 열교환에 부가하여, 본 발명에 따른 열 교환기 요소는 일측에서의 대류, 증발 또는 응축에 의한 액체와, 다른 일측에서의 가스, 예를 들면 공기간의 열교환에 적합하다.

이러한 실시예는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 액체 측에, 요소를 덮으며 수로 상부에 고정되는 시트(6)가 고정된다. 예를 들면 냉각 설비에서의 매우 높은 압력차로 인해서, 실제로 혹 모양의 주름을 사용하여 활성 표면을 증가시킬 수 있을 것이다.

본 발명은, 증기 재압축 주기에서 증류할 수 있는 효율적이고 합리적인 결합형 응축기 및 증발기의 필요성에 그 토대중 일부를 두고 있다. 실제로 이러한 증류 장치 중 하나는 열 펌프(heat pump)로서, 이 열 펌프는 증발 측으로부터의 증기가 팬으로 흡입되고 증발 온도보다 더 높은 온도에서 응축기의 증가된 압력 때문에 응축측으로 가압된다. 그 때문에, 응축열이 증발 측으로 이송되어, 상응하는 신규의 액체 양이 증발될 것이다. 이러한 방식으로, 열 에너지는 내부적으로 재순환된다.

해수로부터 담수를 제조하는 증류 장치, 소위 증발기가 예를 들면 선박에서 사용된다. 이것은 특수 보일러에서의 에너지 소스로서의 모터로부터 과잉열을 사용하고, 해수로 냉각되는 특수 응축기를 갖는다.

그러나, 해수의 증발은, 깨끗이 유지됨과 동시에 만족스러운 열전달을 제공하는 해결책에 도달하는데 큰 문제점을 갖는다. 특히, 큰 문제점은, 염류와 칼슘 침전물이며, 열 교환기 표면상에 단단하고 단열 덮개를 형성하는 소위 "스케일링(scaling)"이다.

흐름 거품이 보일러 요소의 표면상에 형성될 경우, 이는 표면상에 결정체로서 포함된 물 속에 염류와 건조 재료를 남기게 되는 문제가 특히 야기된다. 이러한 잔류물은, 덮개 아래의 온도가 격리 영향 주기를 증가시키는 결과로서 일어나기 때문에 열에 의해 고정되는 덮개를 곧 형성한다. 스케일링은 낮은 압력인 낮은 온도에서의 비등과 화학물을 섞는 적용에 의해 감소되어진다.

오늘날 스케일링의 문제는 증가하는 온도에서 증가되는 것으로 알고 있지만,온도 자체가 기초적인 과정인 것을 정확히 가정하는 것은 아니다. 이것은 보일러 요소의 표면 온도와 끓는점간의 차이에 있다.

대기압에서의 물의 비등으로 상이한 상(phase)에 대한 연구에서, 요소의 표면에서 거품 증발과 막 증발에서 26K 보다 더 높은 경우, 비등이 1과 7K 사이, 7에서 26K까지의 온도차에서 대류 증발이 일어나는 것이 명백했다. 상이한 상에서, 열전달 α-값은 대폭 변한다.

종래의 증발기에서의 비등시 온도차는 15 내지 20K 범위에 놓이므로, 비등이 거품 상 주기에서 일어난다. 증기 거품은 보일러 요소의 표면상에 형성되어, 스케일링 문제의 주요 원인이 된다.

증기가 재압축되는 증류 장치에서의 비등시, 온도차는 팬의 동력 소모 때문에, 1.5K 미만일 것이며, 이것은 비등이 대류에 의해 일어나고 증기 거품이 물에서는 형성되지만 열 교환기의 표면에서는 형성되지 않음을 의미한다. 염류와 건조 재료가 표면까지 흐름 거품을 따르고, 잉여 물(excess water)이 따라 나올 것이다. 농도를 낮추기 위해, 종래의 증발기에서와 같이, 제조된 증류물의 양의 약 2배만큼의 급수(feed water)가 적용된다.

1.5K의 온도차에서는, 낮은 α-값은 약 1.5 내지 1.8kV/m²K의 열전달을 위해 달성된다. 이것은 너무 낮아서 열 교환기 표면이 거대해지기 때문에 실제로 적용될 수 없다. α-값은 강제 순환, 예를 들면 교반 장치(stirring device)를 사용하여 실질적으로 증가될 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 열 교환기는, 매우 간단한 구조, 저렴한 재료의 사용, 매우 양호한 열전달 및 많은 영역내의 격자(grate) 유용성에 의해 자체를 구별된다.

본 발명에 따른 열 교환기에 있어서, 수로는 물을 에워싸는 넓은 표면에 비교된 물에 대한 적당한 요구 조건을 포함할 것이다. 특정 가열 부하(W/m²)가 매우 낮더라도, 수로에서의 물의 양에 비교된 상대적으로 많은 양의 흐름이 생성될 것이다. 이는 개선된 α-값에서 난류를 생성한다. 난류는 다소 좀 더 높은 레벨로 대류 증발용 보더(boarder)를 이동시킬 것이다.

전술한 원형과 같은 동일한 유형과 실시예의 열 교환기는, 흐름을 재압축함으로써 증류를 위한 결합된 증발기와 응축기로서 시험되었고, 100℃의 해수를 위한 비등 온도와 103℃의 응축 온도에서, α-값이 갑자기 올라가고, 난류가 일어나며 열전달이 증가하는 자가 확대 반응을 일으키게 된다.

자가 확대 효과가, 물이 빨리 끓을 때까지, 제 1 작은 거품이 나타나는 것으로부터 몇 초가 걸리는 점으로 명백하다.

본 발명에 따른 열 교환기를 갖는 증류 장치로 시험함에 있어서, α-값은 18.5kW/m²K에서 안정화됨을 나타낸다. 이러한 안정화는, 응축측의 열전달이 상대적으로 일정하게 유지하기 때문에 점근선 k-값 접근을 지시한다.

수평 배치는 최선의 결과를 제공하는 것으로 판명되었지만, 상대적으로 허용가능한 결과를 갖는 수직 위치까지의 각 배치(angular placement)를 갖는 시험이 또한 행해졌다. 이러한 시험에서, 양 단부에 개구를 갖는 시트(41)로 증발 측을부분적으로 덮었다. 하부 개구는, 물기둥(Hwc) 아래에 세워져 있어서 증기의 대부분이 수로를 통하여 위로 유도되며, 실질적인 재순환이 발생하는 것과 같이 그것을 물과 함께 이끌리게 한다.

강력한 난류가 증발 측을 깨끗이 유지함을 나타내고 있으며, 스케일링은 일정한 기간에 걸쳐 관찰되지 않았다.

전술한 온도에서, 팬으로부터의 흐름 압력은 약 1.5mVs와 상응하고, 이러한 적용으로 수로내의 커브(curve)에 의해 제공된 구조적인 강도를 가지는 것이 본질적으로 필요하다. 끓는 해수에 대한 활동성 때문에 티탄(titan)이 단지 유용한 재료이지만, 이는 비싸고 열전도가 좋지 않다. 이것은 또한 가능한 한 얇은 시트를 제조하기 위한 중요한 능률(moment)이고, 기계적인 강도는 구조적인 구성에 의해 주의되어야 한다.

본 발명에 따른 교환기 요소는 접혀진 긴 시트로 형성되기 때문에, 상기 요소는 연속적인 자동 제어된 기계 제조에 매우 적합하다.

이를 대해, 이러한 제조를 가능하게 하는 특별한 방법을 개발되고 있으며, 이 때 시트는 2개의 기계 스테이션(station)을 지난다.

도 5의 스테이션에 있어서, 시트는 우선 공구 칼(tool knife)에 의해 2개의 90°로 굽은 계단 형태로 예리하게 구부러진다. 공구 칼(8)과 공구 칼(9)은, 동시에 하강하고, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 곡선으로 이를 형성하거나 도 8에 도시한 바와 같이 다른 방식, 예를 들면 평행하게 주름지도록 함으로써 사전의 굽힘 사이의 시트를 형성한다. 칼(8, 9)은 동시에 굽은 각도를 더욱 예각으로 만든다. 모든 공구 칼(7, 8 및 9)은, 상응하는 프로파일을 갖는 고정 형성 블록(stationary forming block)(10)에 대하여 아래로 가압한다. 급송 메카니즘(feeding mechanism)(11)은, 공구 칼이 상부 위치로 복귀된 후 시트를 전방으로 밀게 된다.

도 6은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 시트를 만곡시키는 공구를 도시한 것이다. 공구 칼(8, 9)과, 시트의 형태에 상응하는 가로지르는 홈들을 일치하도록 형성된 형성 블록은 곧은 주름진 형태를 갖는다.

미리 구부러진 시트는 도 6에 도시한 바와 같은 스테이션에서 연속적이다. 여기서 각각의 굽은 부분은, 시트 굽음이 최종의 폭을 얻는, 한쪽 측상의 2개의 압력 플레이트(12, 13)와, 다른 측상의 2개의 압력 플레이트(14, 15) 사이에서 가압된다. 압력 플레이트(13, 14)가 후방 위치로 복귀한 후, 압력 플레이트(13, 14)는 각각 올라가고 내려가고, 다음의 굽음으로 급송되게 한다. 다음의 급송을 보장하기 위하여, 급송 플레이트(16, 15)는 동시에 각각 올라가고 내려간다.

도 6에서, 하부 압력 플레이트(14)는 전방 위치에 있고, 상부 압력 플레이트(12)는 후방 위치에 있다. 매우 얇은 시트들이 여기서 나타낸 것처럼 접근하게 구부려질 경우, 단부에 감소 굽음 반경을 가지고 기하급수적으로 증가하는 매우 큰 힘이 요구된다. 압력 플레이트(12, 14)의 특별한 힌지(hinge)의 경우, 압력 플레이트의 각도에 탄젠트(tangent)로 반비례적인 가압력이 달성된다. 따라서, 그 힘은 각도로 무한대에 접근하고, 움직임은 영(zero)에 접근한다.

이러한 스테이션은 동시에 일어나는 라인(line)과 작업에 위치되는 것이 바람직하다.

Claims (6)

1. 유체간의 열 교환용 요소에 있어서,

   유체 유동 수로는 접힌 얇은 시트 재료(1)의 양측에 형성된 슬릿으로 구성되고, 상기 수로의 슬릿 폭(24)과 깊이(25)사이의 비율은 상기 시트 재료의 두께의 0.15배보다 작은 것을 특징으로 하는

   유체간의 열 교환용 요소.
2. 제 1 항에 있어서,

   요소의 단면 벽은 동일한 곡면으로, 예를 들면 부분 원 또는 다른 곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는

   유체간의 열 교환용 요소.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 요소의 벽은 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는

   유체간의 열 교환용 요소.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 요소의 벽은 티타늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는

   유체간의 열 교환용 요소.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 요소를 갖는 열 교환기내의 액체를 증발시키는 방법에 있어서,

   열 교환기의 증발 측상의 액체가 서로 아주 근접하여 위치된 요소의 벽 사이에서 유동하고, 그로 인해서 증가된 열전달이 아주 크게 이루어지며, 열전달의 증가로 열 교환기의 증발 측상의 액체가 증발하는 것을 특징으로 하는

   열 교환기내의 액체 증발 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항에 따른 요소를 포함하는 증류 장치에 있어서,

   이 증류 장치는 분할 벽(19)으로 분할된 챔버(18)를 포함하고, 챔버의 적어도 일부는 열 교환기 요소들(1)로 이루어지며, 팬 또는 압축기가 제공 되어서, 상기 챔버 상부의 액체(20)로부터 증기(21)를 흡입하고 이를 가압해서 상기 분할 벽(19)아래로 반송하며, 거기에서 응축물(23)은 신규 액체가 상기 증발 측에 인가되는 것과 동시에 나오게 되는 것을 특징으로 하는

   증류 장치.