KR200448282Y1 - 콤팩트 증발기 및 이를 이용한 증발시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 히팅블록과; 히팅블록에 설치되어 히팅블록을 가열시키는 히터와; 히팅블록에 밀착 설치되고, 다수의 액체가열유로를 갖는 액체확산판과; 일단에 액체가열유로로 유체를 공급하는 유입구와 타단에 기화된 기체를 배출시키는 유출구를 갖고 액체확산판에 밀착 설치되는 덮개판; 및 액체확산판과 덮개판의 사이에는 유입구와 유출구에 각기 대응되어 위치되는 확장유입구와 확장유출구를 갖는 인서트 판;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 콤팩트 증발기를 구현한바, 공급된 액체가 히팅블록의 표면에 형성된 확산유로에 의해 일정시간 이상 체류하여 전체적으로 증발이 일어나 증발능력이 향상되는 효과가 있다.

증발기, 기화기, 히팅블록, 히터, 스팀

Description

콤팩트 증발기 및 이를 이용한 증발시스템{Compact evaporator and evaporating system using thereof}

본 고안은 증발기에 관한 것으로, 특히 작은 유체통로 내에서 충분한 가열 시간을 확보하면서도 기화시 급격한 부피 팽창을 가능하게 하여 폭발의 염려가 없고, 액체가 기체와 같이 유출되는 것을 방지하고, 응축수의 회수와 재가열이 가능하며, 기화력이 향상되어 작게 구성이 가능토록 한 콤팩트 증발기에 관한 것이다.

일반적으로 증발기라 함은 액체를 기화시키는 것을 의미하는 것으로, 가정용 또는 산업용 스팀발생기, 디젤 또는 가솔린 등의 연료 증발기, 수소 또는 합성가스 생산을 위한 스팀 리포밍장치, 연료전지의 개질기 등에 적용된다.

이러한 증발기는 고온의 증발 가스를 발생시키기 위해 증발시 그 내부에서 부피 팽창을 수반한다. 즉, 액체가 증발될 시 약 1000배 정도 팽창하는 것으로 알려져 있다. 따라서 증발기는 이러한 부피 팽창을 충분히 수용할 수 있는 구조로 제작되어야만 구조적으로 안정하게 되고 액체와 기체가 같이 토출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 공급된 액체가 히터 표면에 일정시간 이상 체류하여야 전체적으로 증 발이 일어나 증발량을 증가시킬 수 있다. 또한 증발시 압력 불균형을 해소하여야 균일한 증발을 유도할 수 있다.

따라서 이러한 요구 조건에 부응하는 증발기를 안출할 수단이 강구되어야 한다.

그러나 종래 증발기의 경우 고열을 받은 액체가 기체와 함께 혼합된 상태에서 배출되는 문제가 있다. 또한 증발시 발생되는 급격한 부피 팽창에 의해 증발기 내부 압력이 급상승하여 폭발 위험성이 있다. 그리고 내부 압력상승으로 인해 액체의 유입이 저항을 받곤 했다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 사정을 감안하여 창출된 것으로, 액체가 히팅 블록에서 일정시간 이상 체류토록 하여 증발이 일어나도록 유도하고, 액체에서 기체로의 상 변화시 부피 팽창이 잘 일어날 수 있도록 유도하며, 증발시 압력 불균형이 없으며, 증발시 발생된 응축수는 회수 재가열되도록 하여 증발효율을 향상시킨 콤팩트 증발기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 증발기에서 발생된 고열이 증발기 펌프로 전달되는 것을 차단할 수 있는 증발시스템을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은, 히팅블록과; 히팅블록에 설치되어 히팅블록을 가열시키는 히터와; 히팅블록에 밀착 설치되고, 다수의 액체가열유로를 갖는 액체확산판과; 일단에 액체가열유로로 유체를 공급하는 유입구와 타단에 기화된 기체를 배출시키는 유출구를 갖고 액체확산판에 밀착 설치되는 덮개판; 및 액체확산판과 덮개판의 사이에는 유입구와 유출구에 각기 대응되어 위치되는 확장유입구와 확장유출구를 갖는 인서트 판;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 콤팩트 증발기에 의해 달성 될 수 있다.

또한, 본 고안의 증발시스템은, 증발기와; 증발기의 유입구에 연결된 증발기 펌프와; 증발기 펌프에 연료를 공급하는 연료탱크와; 증발기와 증발기 펌프를 연결하는 관로에 설치되어 히팅블록의 고열이 증발기 펌프측으로 전달되는 것을 흡수하 는 열교환기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 고안의 콤팩트 증발기에 따르면, 공급된 액체가 히팅블록의 표면에 형성된 확산유로에 의해 일정시간 이상 체류하여 전체적으로 증발이 일어나 증발능력이 향상된다.

또한 본 고안의 콤팩트 증발기에 따르면, 액체확산판에 의해 급격한 부피 팽창이 쉽게 이루어져 증발이 쉽게 일어나며, 팽창하는 기체에 액체가 딸려 나오는 것을 방지한다.

또한 본 고안의 콤팩트 증발기에 따르면, 히팅블록에 서로 연통된 확산유로에 의해 증발시 압력 불균형이 해소된다.

또한 본 고안의 콤팩트 증발기에 따르면, 증발 후 외부 환경에 의해 재응축되는 응축수를 회수 재가열시켜 증발효율이 향상된다.

또한 본 고안의 증발시스템에 따르면, 증발기의 고열이 증발기 펌프측으로 전달되는 것을 중간에 열교환기를 통하여 흡수되게 함으로써 증발기 펌프를 보호할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 증발기의 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 고안에 따른 증발기의 분해사시도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 증발기(1C)는 히팅블록(110)과, 히팅블록(10)에는 히팅블록(110)을 가열시키는 하나 이상의 히터(120)가 설치된다.

여기서 증발기(1C)는 일 예로 수증기를 형성시킬 경우 100℃~200℃의 온도를 견뎌야 하고, 다른 예로 디젤을 기화시킬 경우 필요한 500℃~600℃의 온도를 견뎌야한다. 따라서 히팅블록(110)을 포함하여 후술할 액체확산판(130), 덮개판(140) 및 인서트판(150)은 이러한 온도에 변형이 없는 금속재질로 제작된다. 예로, 수증기를 형성시킬 경우 구리나 알루미늄으로 제작되지만, 디젤을 기화시키고자 할 경우는 스테인레스로 제작한다.

히팅블록(110)의 일면에는 다수의 액체가열유로(132)를 갖는 액체확산판(130)이 밀착되게 설치되어 있다. 본 실시예에서는 5개의 액체가열유로(132)를 직선형으로 구성하였으나 이러한 갯수나 형태에 한정되는 것은 아니다.

이때 바람직하게는 액체가열유로(132)는 유체가 흘러가는 방향을 따라 유로 단면이 증가되도록 구성된다. 이렇게 함으로써 액체가열유로(132)는 기화시의 부피 팽창을 원활하게 한다.

액체확산판(130) 상부에는 덮개판(140)이 설치된다. 덮개판(140)은 일단에 액체가열유로(132)로 유체를 공급하는 유입구(140a)와 타단에 기화된 기체를 배출시키는 유출구(140b)를 갖고 있다.

액체확산판(130)과 덮개판(140)의 사이에는 인서트 판(150)이 설치되어 있다. 인서트 판(150)은 유입구(140a)와 유출구(140b)에 각기 대응되어 위치되는 확장유입구(150a)와 확장유출구(150b)를 갖고 있다.

이와 같이 구성된 증발기(1C)는 히터(120)에 의해 히팅블록(110)을 포함한 전체가 가열을 받아 고온의 온도를 나타나게 된다.

이후 덮개판(140)의 유입구(140a)측으로 액체가 화살표 L방향으로 공급된다. 공급된 액체는 인서트 판(150)의 확장유입구(150a)를 거쳐 다수개의 액체가열유로(132)를 경유하여 유출구(140b)로 배출된다.

이때 액체가열유로(132)에서는 유체가 가열을 받음과 동시에 확산 기화되면서 확장유출구(150b)를 거쳐 유출구(140b)로 배출된다. 이때 확장유출구(150b)는 미기화된 액체가 액체가열유로(132) 상에 누적됨과 동시에 기화된 기체가 상부로 용이하게 배출되도록 하여 전체적으로 유체의 체류 시간을 길게 하여 기화량을 증진시키게 된다.

또한 액체가열유로(132)는 기화시 급격한 부피 팽창의 변화가 잘 일어나도록 유도하게 된다.

한편, 도 3에서와 같이 증발기(1C)에서 발생된 고열은 증발기 펌프(3)측으로 전달되는 과정에서 관로 중간에 열교환기(4)에 흡수됨으로써 증발기 펌프(3)를 고열로부터 보호할 수 있다. 이때, 열교환기(4)는 연료탱크(2) 내의 액체열과 증발기(1C)에서 증발기 펌프(3)측으로 전달되는 고열과의 열교환이 이루어진다.

이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 고안에 따른 증발기의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 증발기의 분해사시도.

도 3은 본 고안의 증발기를 이용한 증발시스템의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1C: 증발기 2: 연료탱크

3: 증발기 펌프 4: 열교환기

110: 히팅블록 120: 히터

130: 액체확산판 132: 액체가열유로

30a: 증기배출구 140: 덮개판

140a: 유입구 140b: 유출구

150: 인서트 판 150a: 확장유입구

150b: 확장유출구

Claims (3)

1. 히팅블록(110)과;

   상기 히팅블록(110)에 설치되어 히팅블록(110)을 가열시키는 히터(120)와;

   상기 히팅블록(110)에 밀착 설치되고, 다수의 액체가열유로(132)를 갖는 액체확산판(130)과;

   일단에 상기 액체가열유로(132)로 유체를 공급하는 유입구(140a)와 타단에 기화된 기체를 배출시키는 유출구(140b)를 갖고 상기 액체확산판(130)에 밀착 설치되는 덮개판(140); 및

   상기 액체확산판(130)과 상기 덮개판(140)의 사이에는 유입구(140a)와 유출구(140b)에 각기 대응되어 위치되는 확장유입구(150a)와 확장유출구(150b)를 갖는 인서트 판(150);을 포함하고,

   상기 액체가열유로(132)는 유입구(140a)에서 유출구(140b)로 길이 방향을 따라 유로 단면이 점차 증가되도록 구성된 것을 특징으로 하는 콤팩트 증발기.
2. 삭제
3. 제 1항에 따른 콤팩트 증발기(1C)와;

   상기 증발기(1C)의 유입구(12a)에 연결된 증발기 펌프(3)와;

   상기 증발기 펌프(3)에 연료를 공급하는 연료탱크(2)와;

   상기 증발기와 증발기 펌프(3)를 연결하는 관로에 설치되어 히팅블록(10)의 고열이 증발기 펌프(3)측으로 전달되는 것을 흡수하는 열교환기(4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 콤팩트 증발기를 이용한 증발시스템.

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