KR20060031599A - 이슬점 가습기와 이와 관련된 가스 온도 제어기 - Google Patents

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Abstract

100% 상대 습도로 가스를 가습하는 방법과, 이러한 방법을 수행하는 가습기가 제공되어 연료 셀과 기타 다른 용도로 가스를 가습한다. 가스의 가습은 열적으로 제어되고, 열 에너지는 효과적인 시스템을 제공하도록 관리된다. 예가습기가 건조 가스를 초기에 가습하고 예열하기 위해 넓은 범위의 유속의 건조 가스를 수용하고, 보일러가 가스를 포화 상태로 가습하는 예가열기로부터 방출되는 것과 혼합되는 증기를 제공한다. 보일러와 벌크 물 및/또는 예가습기 사이의 절연체는 보일러로부터의 증기 생성을 촉진시키고, 보일러로부터의 열에 의해 가스 또는 물이 직접 가열되는 것을 방지한다. 보일러와, 벌크 물과, 예가습기 위에서, 혼합 챔버가 응축기와 물 분리기로서 기능을 한다. 혼합 챔버는 혼합 가스와 증기의 공간을 제공하여 응축된 물로부터 포화 가스를 분리시킨다. 혼합 중에 증기 응축에 의해, 가스는 소정 온도와 소정 압력 상태에서 이슬점 까지 완전히 가습될 수 있다.

Description

이슬점 가습기와 이와 관련된 가스 온도 제어기{DEW POINT HUMIDIFIER AND RELATED GAS TEMPERATURE CONTROL}
본 발명은 연속적인 유동 가스 가습 시스템 분야 더 구체적으로는, 연료 셀의 가스 반응물 또는 다른 가스를 가습하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 가습 가스의 추적과 온도 제어 분야에 관한 것이다.
시마즈(Shimazu) 등의 미국 특허 제6,338,472호에 개시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 분야의 것과 유사한 가습기가 일반적으로 고체 폴리머 연료 셀(Solid Polymer Fuel Cell; SPFC)의 애노드와 캐쏘드에 공급되는 처리 가스를 가습하는 데에 사용된다. 이 처리 가스는 애노드에 제공되는 연료 가스와, 캐쏘드에 공급되는 산화 가스를 포함하고 있다. 고체 폴리머 연료 셀은 애노드에 공급된 연료로부터 발생되는 양성자가 전해질막을 통해 캐쏘드에 전달되고, 캐쏘드에 공급된 산화 가스와 반응하여 물을 생성시키는 전기화학적 반응에 의해 전기적 에너지를 발생시킨다. 그러나, 본 발명의 가습기는 연료 셀에 제한되는 것은 아니고, 대체로 가스의 가습에 적용될 수 있다.
유사하게, 양자 교환막 연료 셀(Proton Exchange Membrane Fuel Cell; PEMFC)은 SPFC 장치와 달리 일반적으로 3 가지 구성 부품; (1) 다공성 확산 촉매 애노드와, (2) 양자 전도성막과, (3) 다공성 확산 촉매 캐쏘드로 주로 구성되어 있다. PEMFC는 각각 애노드와 캐쏘드에서의 산소와 수소의 촉매 전기화학적 반응으로 화학적 에너지를 전기적 에너지로 전환시킨다. 이러한 과정 중에, 양자 교환막의 전도성은 PEMFC의 성능에 중요한 역할을 한다. 한편, 이 양자 교환막의 전도성은 그것의 수분 함량에 따라 달라진다. 대개는, 수분 함량이 높으면 전도성도 높아진다. 실제로, 연료와 산화제 가스를 가습하여 막에 적당한 수분 함량을 유지시켜야 하고, 이에 따라 가습기와 반응 가스를 가습하는 방법이 필요하다.
연료 셀을 정상적으로 작동시키기 위해서는, SPFC이든 PEMFC이든 관계없이 양자 교환막은 습기 있는 상태로 유지되어야 한다. 양자 교환막을 습기있는 상태로 유지시키기 위해, 처리 가스는 하나 이상의 다양한 기법으로 가습되는 것이 일반적이다. 예를 들어, 본 명세서에서 "기포 타입"이라고 부르는 통상적으로 사용되는 기법의 가습기는 물 분자가 반응 가스에 흡수되도록 가열된 물 컨테이너를 통해 올라가는 기포 반응 가스를 포함하고 있다. 에너지원이 제공되어 컨테이너를 거쳐 가스 기포 또는 가스 스트림으로 물이 증발되는 것을 촉진시킨다.
가스를 고도로 가습하기 위해, 가스의 유속이 충분히 낮거나, 물의 잔류 시간이 충분히 길어야 한다. 또한, 액체인 물에서의 가스의 분포가 가스의 최종 습도에 큰 영향을 미친다. 또한, 기포 타입 가습기는, 일반적으로 이 가습기에 가스-물 분리 기능이 없기 때문에 유속이 비교적 낮은 경우에도, 가스 스트림에 의해 이송되는 수액적을 남겨 두어서는 안된다. 이 가습 방법은 매우 간단하고 저렴하다는 이점이 있다. 그러나, 일반적인 기포 타입 가습기는 상대 습도를 가스에 100% 전달할 수 없고, 오직 가습기의 소정의 단면에서 비교적 적은 가스 유속만이 허용될 뿐이다. 이 방법의 다른 불리한 점은 가스가 가습기의 출구를 떠날 때 얼마나 많은 수분이 가스에 부여되었는가에 관한 불확실성이다. 물의 온도, 유속, 가스 분포, 입구 가스 온도와 습도, 가습기의 물리적 구조 및 상태를 비롯한 많은 인자들이 출구에서의 습도에 영향을 준다.
기포 타입 가습기에서는, 가습기 출구에서의 실제 습도값 측정으로부터 전개된 피드백 신호를 사용하지 않는다면, 습도를 제어하기가 어렵다. 이러한 제어를 수행한다고 할지라도, 기포 타입 가습기는 가스를 가습하기 위해 비교적 넓은 단면적과 수위가 필요하고, 습도의 변화에 대한 반응 시간이 아주 길어야 한다.
본 명세서에서 "증기 분사법 또는 증기 혼합법"이라고 부르는 다른 종래의 방법에 있어서, 대체로 과도한 양의 수증기가 건조 가스 스트림으로 분사되어 가스-수증기-물 액적 혼합물을 형성한다. 이 후, 이 혼합물은 열교환기를 거쳐 흘러서 냉매에 의해 설정 온도까지 응축된다. 혼합물의 수액적과 잉여 수증기는 물 스트림으로 응축되고, 이 물 스트림은 물 분리기 및 배수부에 의해 가스-증기 스트림으로부터 추가로 분리된다. 응축 처리를 하기 때문에, 설정 온도는 이슬점 온도와 동일하다. 응축 과정을 갖기 위해서는, 추가 수증기가 사용되어야 한다. 이러한 기법에 있어서, 별개의 보일러, 응축기, 냉각기, 배수부 및 자체의 개별적인 제어 시스템이 필요한 것이 일반적이다. 이슬점 온도의 양호한 제어를 유지하기 위해서, 이러한 타입의 가습기는 대개 부피가 크고, 복잡하며, 매우 낮은 에너지 효율을 가진 고가의 것이다.
가습 반응 가스에 대한 다른 공지된 기법에서는 "막 타입" 가습기를 사용하고 있다. 막 타입 가습기의 하나의 예가 머피 등의 명의의 미국 특허 번호 제5,996,976호에 도시 및 기재되어 있다. 이러한 기법에 있어서, 물은 가열 요소를 통해 펌핑되어, 다공성 막의 한 쪽으로 안내된다. 가습된 가스는 막의 다른 쪽을 지나 안내된다. 물 분자는 가열된 물 쪽에서 반응 가스 쪽으로 관통하고, 여기서 물 분자는 가스로 증발하고, 이 가스는 물로부터 열을 흡수한다. 물은 전술한 가열 챔버를 통해 순환되거나, 또는 증발 챔버에서 직접 가열될 수 있다. 가스-증기 혼합물의 온도는, 증발이 막의 표면에서 일어나기 때문에, 물의 온도보다 더 낮다. 이러한 현상 때문에, 가스-증기 혼합물의 온도와 습도는 제어하기가 다소 어렵다. 또한, 물로부터 흡수되는 열량이 비교적 높기 때문에, 제어에 있어서의 어려움은 가스 유속이 증가함에 따라 심해진다. 또한, 특수막이 필요하고, 이로 인하여 이러한 시스템의 전체 비용이 상승하게 된다. 또한, 추가의 응축이나 습도 센서를 채용하지 않는다면 정밀한 습도 제어를 보장하는 기구가 없다.
와타나베(Watanabe) 명의의 미국 특허 번호 제5,262,250호와 윌슨(Wilson) 명의의 미국 특허 번호 제5,952,119호에는 연료 셀의 막 전극 조립체에 대한 자가 가습법이 교시되어 있다. 전자는 막 내에 소정의 좁은 경로 또는 위크(wick)를 사용하고 있고, 후자는 친수성 배판을 통해 쓰레드(thread)를 꿰매어 막의 가습을 촉진시킨다. 그러나, 이러한 효과적인 자가 가습은 실험용 환경이고, 대량의 상업적 제조에는 어려움이 있다.
다른 가스 가습법으로는 가스와 물 배쓰(bath)에 초음파 에너지를 가하는 것 이 있을 수 있다. 소정 량의 물이 밀봉체 내에 내장되어 있고, 수면 위의 상기 밀봉체 내의 용적으로 가스가 주입된다. 밀봉체 내의 초음파 에너지원은 가스 용적을 통해 물 배쓰로 연장된다. 초음파 에너지를 가하면 수증기가 발생되고, 이 수증기는 가스에 흡수되고, 가스-증기 혼합물이 밀봉체로부터 회수된다. 이 기법은 가스의 "일괄" 처리에서 가스-증기 혼합물의 습도를 쉽게 제어할 수 있다는 이점이 있지만, 연속적인 가스 스트림의 습도를 발생 및 제어하기에는 적절하지 않다.
또한, 다른 가스 가습법으로는 변형적인 증기-분사 타입 가습기가 있는데, 여기서 물은 플레이트와 같은 고온 요소에 분사되어 물을 밀봉체에서 증발시킨다. 가스를 밀봉체로 펌핑하여 수증기와 혼합함으로써 가스-증기 혼합물을 생성시킨다. 가열 요소로 분사되는 물의 양은 소정의 습도 요건을 충족시키도록 계산 및 제어된다. 또한, 출구 가스-증기 혼합물의 온도는 가열 요소의 온도를 제어함으로써 제어된다.
그러나, 이러한 인자는, 가열 요소가 소정의 최소 전력을 사용하여 즉시 물에서 증기로 증발하기에 충분히 높은 온도에 도달하고 이 최소 온도는 대개 바람직한 혼합물 온도보다 훨씬 높다는 상기 기법의 단점을 제공하다. 또한, 가스 또는 물의 유속이 변화될 때 가열 요소의 온도를 신속하게 변화시키기 어렵고, 가스 증기 혼합물의 온도를 정밀하게 제어하기 어려워서, 혼합물은 과열되기 쉽다. 혼합물 온도가 적절하게 제어된다 하더라도, 유속의 범위와 온도의 범위는 이러한 기법을 사용하여 수용할 수 없을 정도로 제한된다. 이것은 이러한 기법에서는 2 개의 파라미터 즉, 가스-증기 혼합물의 온도와 가열 요소의 온도를 하나의 제어 수단 즉 , 가열 요소에 대한 전력부에 의해 하나의 제어 루프에서 동시에 제어해야 하기 때문이다. 불가능하지는 않더라도, 실제 제어 메카니즘에서 이러한 파라미터를 동시에 제어하기는 곤란하다.
이러한 제어 문제에 대한 하나의 제안된 해결 방안이 가스-증기 혼합물 스트림에 응축기를 사용하는 것이다. 원리적으로는, 가습을 2 개의 단계와 2 개의 장치에서 수행한다. 제1 단계는 과열 과습 가스-증기 혼합물을 발생시키도록 전술한 바와 같은 증기 분사기를 포함하고 있다. 제2 단계는 가스-증기 혼합물을 그 이슬점에서 응축시키도록 응축기를 통해 혼합물을 통과시키는 것을 포함하고 있다. 냉각기가 응축기로부터 방출된 열을 제거하여, 응축기를 이슬점으로 유지시켜야 한다. 따라서, 제1 단계에서 과열 및 과습 혼합물을 발생시키기 위해 추가적인 에너지가 필요하고, 혼합물의 응축과 냉각으로부터 추가의 열을 소산시키는 냉각기의 구동에는 더 많은 에너지가 필요하다. 이것은 이 기법이 에너지적으로 매우 비효율적이고, 또한 부피도 크며, 복잡하고 제조와 사용에 고비용이 든다는 것을 의미한다.
PEMFC의 다른 가습법이 앤드류즈(Andrews)의 미국 특허 번호 제6,383,671호에 교시되어 있다. 이 가습법은 히터를 사용하여 액체인 물을 증발시키고, 이어서 증기를 직접 건조 가스와 혼합시킨다. 소정의 환경에서의 반응 가스에 대해 효과적인 가습을 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 장치에서의 문제점 중 하나는 반응 가스가 예열되지 않는다는 것 즉, 가스의 온도와 습도가 이슬점 포화 상태가 아니라는 것이다. 증기를 이 냉각 가스와 혼합하면, 응축이 발생한다. 이러한 현상 때 문에 습도의 정밀한 제어가 어려워지는데, 그 이유는 가스와 증기가 균등하게 혼합되지 않기 때문이다. 가스와 증기를 양호하게 혼합하기 위해서, 가습기의 실용적인 규모는 상당히 대형이어야 한다.
따라서, 에너지 효율적이고, 간단하며, 제어하기 용이할 뿐 아니라, 무엇보다도 연속적인 가스 스트림에서 원하는 가습량을 정밀하게 제공하는 가스 가습법 및 시스템에 대한 필요성이 있게 된다.
본 발명은 2 단계를 통해 연속적인 가스 흐름을 제공함으로써 종래 기술의 이러한 문제점들에 접근한다. 제1 단계에서는 기포 작용을 갖는 반응 가스를 미리 가습하는 반면, 제2 단계에서는 증기 발생기에서 증기를 발생시키고, 혼합 챔버에서 이 증기와 미리 가습시킨 가스를 혼합한다. 어떠한 투과성 막도 사용하지 않고, 오직 하나의 파라미터(온도)만을 사용하여 이슬점에서 가스의 가습을 정밀하게 제어한다. 즉, 출구에서의 온도는 증기 발생기의 가열 요소를 작동시키는 데에 유일한 파라미터로 사용된다.
가스를 가압하여 용기 또는 인클로져에 주입한다. 이어서, 가스는 기포 증발기를 통해 기포가 되어 상승한다. 물 기포 증발기 위에서, 가스-증기-수액적 혼합물은 분사된 수증기와 혼합되어 포화 가스-증기-수액적 혼합물을 형성한다. 이어서, 포화 가스-증기-수액적 혼합물은 Y자형 단면을 가지는 수분 분리 영역을 통해 흐르게 된다. 수액적은 중력과 관성에 의해 벌크 물로 낙하하는 반면, 포화 가스는 상측으로 흘러 가습기로부터 유출된다.
따라서, 본 발명의 목적은 이슬점의 포화 가스를 정밀하게 생성하도록 제어하기에 간단하고 용이한 가스 가습기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 가습기와 함께 가스를 가습하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 이슬점의 “교정”없이 인클로져 내의 단일 측정 파라미터(온도)를 사용하여 넓은 범위의 온도에 걸쳐서 이슬점에서의 포화 가스를 생성시키는 가스 가습기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 가습 후에 추가로 가열하고 가스 온도를 추적하는 단순하고, 경제적이며, 효과적인 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 이점 및 특징을 실현하기 위해, 용기 및/또는 예가열기 내의 벌크 물과 증기 생성 보일러 사이에 향상된 열적 절연성이 제공된다. 열적 절연성에 의해 보일러로부터 열에 의해 벌크 물 또는 미리 가습된 가스가 직접 가열되는 것이 방지된다. 따라서, 증기 생성 보일러를 가진 가열 요소로부터의 열에너지는 오직 증기를 생성하기 위해 보일러에 수용되어 있다. 따라서, 열은 가스-증기 혼합 및/또는 증기 응축을 통해서만 가스에 전달된다.
비록, 보일러는 가스 가습기의 다른 작용으로부터 열적으로 격리되어 있지만, 보일러 바닥에 개구가 마련되어, 용기로부터 벌크 물이 보일러로 역류하게 된다. 이러한 구성에 의해 별개의 물 공급부와 재생 시스템의 필요성이 없어지고, 또한 예가습기와, 응축기/물 분리기와, 보일러에 수위가 동일한 수준으로 된다. 한편, 물은 용기의 벌크 물로부터 보일러의 바닥으로 흐르기 때문에, 수로는 보일러로부터 예가습기 또는 벌크 물로 열의 대류를 일으키지 않는다.
가습기의 열효율은 가습기 출구에 경로를 따라 100% 상대 습도의 가스 증기에 대한 열전달을 방지하도록 혼합기/응축기에 적용되는 향상된 열적 절연성에 의해서도 향상된다. 이러한 특징은 가스 스트림이 100% 상대 습도로 유지되는 것을 보장한다. 혼합기/응축기와 보일러의 열적 절연성에 의해 추가 가습 단계를 통해 가습 가스를 통과시킬 필요성이 없어진다.
전술한 바와 같이, 혼합 챔버와 응축기의 출구는 단면이 Y자 형상으로 이루어져 있다. 용기 내의 벌크 수위는 출구보다 더 낮게 유지되어 있다. 이에 의해 가스-증기 혼합물이 벌크 물을 통해 흐르고, 기포가 생겨서, 가습기를 통한 최대 가스 유속이 제한되는 것이 방지된다. 이러한 구성은 이 특징없이 동일한 횡단면에 대한 최대 유속을 10배 이상 증가시킨다.
혼합 챔버로부터, 가스 증기 혼합물은 증기의 출구에 도달하기 전에 여러 번 방향이 현저하게 변하게 된다. 가스 증기 혼합물의 이러한 순환 경로는 수액적이 벌크 물로 다시 낙하하게 하면서, 가습기의 출구로 포화 가스가 배출되게 한다. 이것은 또한 벌크 물 또는 별개의 물 분리기와 물 분리 배출부를 사용할 필요가 없다는 것을 의미한다.
온도 측정 및 제어를 위한 온도 센서가 벌크 물이 아니라 가습기의 출구 챔버에 장착되어 있다. 이러한 측정 지점에 의해 물에서보다 더 정확하게 가스-증기 혼합물 온도가 반영된다.
혼합 챔버는 응축기로도 작용될 수 있다. 따라서, 응축에 벌크 물을 사용할 필요가 없다. 비교적 저온의 미리 가습된 가스는 수증기를 냉각시키면서, 그것과 혼합된다. 이러한 냉각 과정은 혼합물의 증기 중 일부를 응축시킨다. 응축된 물과 그것에 수반된 열은 예가습과 증기 생성에 사용되게 된다. 이러한 응축은 자연적인 자동 가열과 물 균형을 위해 열과 물을 재순환시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 동일한 냉각제(예를 들어, 수돗물 또는 냉각수)를 사용하여 가습기, 가스 가열기, 가스 라인, 및 습도 센서 조립체의 온도를 조절한다. 이러한 특징은 제어 시스템을 단순화시키고, 온도 제어를 원활하고 안정되게 한다. 수돗물을 사용하면, 각 기능에 대한 복잡한 별개의 냉각 시스템과, 가열 시스템과, 순환 시스템이 없어진다.
본 발명의 다른 이점 및 특징은 첨부 도면과 함께 이하의 발명의 상세한 설명을 검토해 보면 당업자에게는 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 이슬점 가습기의 직립도이다.
도 2에는 본 발명의 이슬점 가습기의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 온도 제어 양태를 포함하는 이슬점 가습기의 개략도이다.
도 1에는 가습기(10)의 내부 구조와 본 발명에 따라 가스를 가습하는 방법이 도시되어 있다. 가습기(10)는 대체로 상부(14)와 바닥부(16)를 구비하는 바람직하게는 외형이 원통형인 용기(12)를 포함하고 있다. 입구 라인(18)이 건조 가스를 상기 용기(12)로 도입시키고, 출구(20)가 용기로부터 가습 가스를 안내한다. 건조 가스는 화살표(22) 방향으로 용기로 들어가는 것으로 도시되어 있고, 가습 가스는 화살표(24) 방향으로 용기로부터 나오는 것으로 도시되어 있다.
설정된 이슬점 온도보다 더 온도가 낮은 건조 공기(22)는 초기에 예가습기(26)를 통해 흘러서 가습된다. 건조 가스(22)는 예가습기를 통해 상승하는 기포(28)가 형성되는 예가습기(26)를 통해 기포가 되어 상승하여, 약간의 수분을 취하고 예가습기 컬럼 내의 물에 의해 더 높은 온도로 가열된다. 예가습기(26)는 바람직하게는 용기 내부의 튜브 바닥을 따라서 개구(30)를 구비하는 튜브와 같은 세장형 컨테이너로 형성되어 있다. 상기 개구(30)는 보일러(32)로의 수로를 제공하는데, 이 보일러도 가습기(26)에 인접해 있는, 바람직하게는 튜브와 같은 세장형 컨테이너이다. 상기 개구는 또한, 용기에 보유되어 있는 광물이 제거된 벌크 물(bulk water) 저장부(34)로의 물의 유동 경로를 제공한다. 물 입구(38)가 용기로부터 가습 가스에 방출된 물을 보충하기 위해 보충수를 제공하고, 이것은 제어 밸브(39)에 의해 제어된다.
예가습기(26)에는 바람직하게는 광물이 제거된 벌크 물의 수면 위에 개방되어 있는 상부 출구(40)가 형성되어 있다. 가스 기포(28)는 예가습기를 통해 상승하고, 가스의 유속이 매우 느릴 때에는, 예가습기는 종래의 기포 가습기의 방식으로 작동한다. 그러나, 가스 유속이 빠르면, 다량의 가스가 소량의 물과 혼합되고, 이러한 작용은 포옴형 혼합물을 발생시켜, 혼합물은 가습 가스를 포함한다. 포옴형 혼합물은 상당량의 물을 수반한 채 예가습기의 출구(40)로부터 혼합 챔버(44)로 상승한다. 혼합 챔버(44)는 원통형의 수직 배향 측부 부재(48)와 수평 배향 상부(50)를 구비하는 원통형 열적 절연체(46)에 의해 형성되어 있다. 측부 부재는 원통형일 필요는 없고, 수면 위에 그리고 예가습기와 보일러 상부 아래에 바닥 에지 (49)가 있는 개방된 바닥 컨테이너를 형성한다면, 다른 형상을 취할 수도 있다. 혼합 챔버 벽은 열적으로 절연되어 100% 상대 습도 가스-증기 혼합물이 혼합 챔버와 용기(12) 내면 사이의 환형부(62)를 통해 위로 흘러서, 가열되지 않게 된다.
이러한 점에서, 예가습기가 종래의 기포 가습기와 실질적으로 다른 방식으로 작용한다는 것을 주목해야 한다. 기포 가습기에 있어서, 수액적이 없는 수증기만이 기포 가습기 내에 보유되어 있는 물로부터 나와야 한다. 따라서, 기포 가습기를 통한 유속은 매우 제한적이다. 그러나, 본 발명의 예가습기는 실제로 동일한 단면을 가진 종래의 기포 가습기보다 10배 더 높은 매우 높은 유속의 가스 스트림을 통과시킬 수 있다.
도 1로 돌아가면, 보일러(32) 내에는 가열기 요소(52)가 배치되어 있다. 바람직하게는, 가열기 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 다른 가열 요소가 사용될 수도 있지만 저항 소자이다. 가열기 요소는 수면(42) 아래에 위치하는 상단부(54)에서 종료된다. 가열 요소는 열적 절연벽(56) 내에 밀봉되어 있는 보일러에서 수증기를 발생시킨다. 수증기는 보일러로부터 상승하여, 개방된 상부(58)로 유출되고, 혼합 챔버로 유입된다. 예가습기에서와 마찬가지로, 보일러(32)는 용기로부터 보일러의 바닥으로 벌크 물이 흐르도록 바닥(16)의 내면을 따라 개구(31)를 포함하고 있다. 벌크 물은 또한 개구(31)를 통해 예가습기의 바닥으로 흐른다.
수증기는 보일러(32)로부터 혼합 챔버(44)로 방출되는데, 이 혼합 챔버는 응축기로 작용하여 증기를 액적으로 응축시켜서, 이 액적은 벌크 물로 낙하하게 된다. 보일러의 출구 또는 개방된 상부로부터 방출된 증기는 장애물 없이 자유롭고 자연스럽게 흐른다. 보일러 내의 비등 온도는 일반적으로 본 발명의 설정 이슬점 온도보다 훨씬 더 높다. 그러나, 예가습기(26)에서 나오는 예가습 가스는 일반적으로 이슬점 온도보다 더 낮다. 따라서, 이슬점보다 온도가 더 낮은 예가습기로부터의 예가습 가스는 일반적으로 이슬점보다 온도가 더 높은 보일러로부터의 증기와 혼합된다.
정상 작동 상태 하에서, 수증기는 예가습 가스와 혼합되어 그것을 가열시킨다. 이렇게 하여, 수증기는 열 에너지를 방출시키고, 이에 따라 혼합 챔버와 응축기에서 응축되는 온도까지 냉각된다. 응축 과정이 있다면, 혼합 챔버의 혼합물은 당연히 포화된다. 혼합 과정은 예정된 이슬점 온도 또는 더 높은 온도에서 혼합 챔버에 100% 상대 습도 가스-증기 혼합물을 생성시킨다. 혼합 과정은 또한, 이슬점 온도 부근의 온도에서 응축된 수액적(60)을 생성시킨다. 수액적은 응축 과정으로부터 예가습기에 열을 운반한다.
수액적과, 수증기와, 예가습 가스의 혼합물은 예가습기를 형성하는 튜브의 외측과 혼합 챔버(44)의 측부 부재(48) 사이에서 아래로 흐른다. 측부 부재(48)의 바닥 에지에는 물 분리기 또는 수분 분리 영역(61)이 형성되어 있다. 횡단면에 있어서, 물 분리기는 "Y"자 형과 유사하다. 이러한 방식으로, 수분 분리 영역은 하측 가스-물 혼합물 경로와, 상측 가스 경로와, 바닥 에지 아래의 물 수집기를 구비하고 있다. 증기/가스 혼합물이 아래로 흘러 혼합 챔버의 바닥을 빠져 나갈 때, 중력과 관성에 의해 응축된 수액적이 계속하여 아래로 내려가서 벌크 물로 흘러 들어간다. 그러나, 포화 증기는 측부 부재(48)의 바닥 에지 아래에서 하측으로 흘 러, 계속하여 측부 부재(48)의 외면과 용기의 내면 사이의 환형부(62)로 흐르게 된다. 이러한 유동 작용은 더 무거운 수액적을 포화 증기로부터 효과적으로 분리시킨다. 이것은 또한 수액적에 수용되어 있는 에너지를 보유하고, 이 에너지는 벌크 물로 복귀된다. 이제 수포화 상태의 가스는 환형부(62)를 통해 위로 흐르고, 수평으로 배향된 상부(50)의 상면 위에 있는 출구 챔버(64)로 들어간다. 이어서, 포화 가스는 가스 출구(20)에서 용기로부터 나오게 된다.
가스 및 증기 혼합물은 혼합 챔버로부터 출구(20)까지 6번 현저하게 방향이 변화한다는 것을 주목하라. 가스 및 증기 혼합물은 (1) 수평 외측으로 이동한 후, (2) 하측으로 이동하고, (3) 다시 수평 외측으로 이동한 후, (4) 수직 상측으로 이동하며, (5) 이어서 수평 내측으로 이동하고, (6) 최종적으로 수직 상측으로 이동하여 출구로 나간다. 이러한 순환 경로는 가스 및 증기 혼합물로부터 수액적을 제거시키고, 출구에서의 포화 가스를 보장한다.
수위(42)는 혼합 챔버(44)의 출구보다 더 낮다. 이러한 구조에 의해 가스-증기 혼합물이 물을 통해 흐르는 것이 방지된다. 수위는 수위 센서와 수펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 유지된다. 만약, 가스-증기 혼합물이 물을 통해 흐르게 된다면, 교란 작용이 잠재적으로 기포 작용을 생성시킬 수 있고, 이에 따라 가습기의 출구까지 수액적을 운반하여, 최대 가스 유속을 심각하게 제한하게 된다. 따라서, 벌크 물의 수면 위에 혼합 챔버의 출구를 배치하면 가습기를 통한 최대 가스 유속이 동일한 횡단면을 가진 기포 타입 가습기에 비해 10배까지 증가한다.
용기의 상부에는 출구 챔버(64)를 관통하는 온도 센서(70)가 장착되어 있다. 이러한 방식으로, 센서(70)에 의해 포화 가스의 정밀한 온도가 측정된다. 센서(70)는 보일러의 가열기 요소(52)의 사이클을 제어하는 온도 제어기(72)에 온도 측정을 제공한다. 이러한 기능은 보일러(32)에 의해 제공되는 열에너지를 조절함으로써, 가스 출구(20)의 가스-증기 혼합물의 온도가 원하는 이슬점 온도로 되게 제어한다. 가스-증기 혼합물은 100% 상대 습도이기 때문에, 출구(20)에서의 온도는 정확하게 이슬점 온도이다. 따라서, 이슬점 온도는 이 가스 출구 온도를 제어함으로써 정확하게 제어된다. 온도 조절에 추가로 도움을 주기 위해, 용기의 외면에 재킷(80)을 장착하여 냉각수 또는 상온의 물을 순환시키는데, 이 냉각수는 냉각수 입구(79)로부터 공급되어 냉각수 출구(81)로 빠져 나간다. 본 발명의 이러한 특징은 도 3과 관련하여 더 자세히 설명하겠다.
전술한 바와 같이, 혼합 챔버에서 응축된 물과 열은 벌크 물(34)로 되돌아가서 예가습과 증기 발생을 위해 사용된다. 예가습 과정은 부분적으로 건조 가스를 가습하는 기능을 할 뿐 아니라, 응축으로부터의 물과 열을 사용 또는 재활용한다. 예가습에 의해 벌크 물의 온도가 선택된 이슬점 온도보다 더 낮은 온도로 유지된다. 물 온도가 더 낮으면 이슬점 온도보다 더 낮은 온도의 예가습 가스가 보장된다. 더 낮은 온도의 가스와 더 높은 온도의 증기를 혼합하면, 증기 온도가 하강하고 응축되어, 가습 가스의 100% 상대 습도를 보장하게 된다. 물과 열을 소비하는 이 예가습 과정으로 물과 열이 균형을 유지하고, 이에 따라 광물이 제거된 물과 열이 보존된다. 이러한 특징은 실질적으로 본 발명의 효율을 향상시키고, 온도 습도 제어를 단순하게 만든다.
본 발명의 변형례가 도 2에 도시되어 있다. 이러한 변형례에 있어서, 가습기 용기(92)의 외측에 별개의 구성부품으로서 보일러(90)가 장착되어 있다. 용기는 도 1과 관련하여 이미 설명한 것과 같이 구성되어 있는 예가습기(94)를 밀봉하고 있다. 건조 가스가 가스 입구(96)로 유입되고, 가습 가스는 가스 출구(98)에서 용기로부터 유출된다. 예가습기(94)로부터의 수로(100) 또는 용기 내에 벌크 물이 제공되어, 물이 자연스럽게 용기로부터 보일러로 공급될 수 있고, 이에 따라 보일러(92)와, 예가습기(94)와, 보일러(90)의 수위가 유지된다. 수로(100)에 의해 별개의 수위 센서와, 물 공급부 및 재생 장치에 대한 필요성이 없어진다. 이러한 수로에 의해, 보일러가 수위 제어, 가스 가습, 및 온도 제어의 목적으로 가습기와 합체되는 것으로 생각될 수 있다. 용기와 보일러 내의 물은 소정 수위(105)로 유지되고, 용기와 보일러 내의 물 모두 배출구(107)를 통해 배출될 수 있다. 가열기 요소(104)가 증기 분사 라인(106)을 통해 용기로 도입되는 증기를 전개시킨다. 증기 분사 라인은 전술한 바와 같이 구성되고 작용하는 혼합 챔버(108)를 관통하고 있다. 혼합 챔버는 응축기로 작용하고, 혼합 챔버로부터의 응축물은 이전과 같이 벌크 물로 복귀하게 된다. 가습기는 또한 냉각수 재킷(110)을 포함할 수 있는데, 이 냉각수 재킷은 전술한 바와 마찬가지로 냉각수 입구(109)로부터 공급되어 냉각수 출구(111)로 배출된다.
도 3에는 본 발명의 가습기의 또 다른 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 동일한 냉각제를 사용하여, 가습, 온도 추적, 및 습도 탐지를 위한 다양한 구성 부품을 함께 간단하고 효과적으로 합체시킨다.
용기(12)와, 예가습기(26)와, 보일러(32)와, 혼합 챔버(44)와, 각종 다른 구성 부품은 도 1과 관련하여 전술한 것과 동일하게 구성되어 있다. 그러나, 이러한 실시예에 있어서, 냉각수가 입구(120)로 제공되어 온도 조절과 신속한 이슬점 저하를 위해 재킷(도 1 참조)으로 흘러 들어간다. 냉각수는 가습기의 가스 및 증기와 접촉하지 않기 때문에, 냉각수 대신에, 일반적인 도시의 수돗물을 사용하여 순환 냉각수로 사용할 수 있다. 냉각수는 용기 상부의 냉각수 출구(122)에 도달할 때까지 재킷(80)을 통해 상측으로 흐르게 된다. 이 지점에서, 냉각수는 용기의 외면으로부터 열에너지를 받아서, 이미 대략 이슬점 온도까지 가열되어 있다. 냉각수의 냉각 효과에 의해 보일러의 온도 조절이 더 용이하고 원활하게 된다.
이어서, 가열된 순환 냉각수는 가습기로부터 실질적으로 수평인 가스 가열기(126)를 포위하여 밀봉하는 가스 가열기 재킷(124)으로 이동한다. 가스 가열기(126)는 그 안에 배치되어 있는 가열기 요소(128)를 포함하고 있다. 순환 냉각수는 가스 가열기 재킷(124)에서 재차 가열된다. 이어서, 냉각수는 연결 라인(130)과 습도 센서(134) 물 재킷(132)을 통과한다. 그 후, 냉각수는 가스 출구 재킷(136)으로 흘러 들어간다. 가스 출구 재킷(136)은 냉각수를 냉각수 방출 라인(138)으로, 배압 제어기(140)를 통해 냉각수 출구(142)로 방출시킨다.
가스 가열기(126)는 가습기 출구(20)로부터의 가스-증기 혼합물을 대략 설정 가스 온도까지 가열한다. 순환 냉각수는 재킷(80)에서 이슬점에 근사한 온도까지 미리 가열되기 때문에, 응축을 방지하도록 가스 가열기 내의 100% 가습 가스를 만족시키기 전에 미리 가열될 필요는 없다. 가스 가열기 재킷(124) 내의 물에 의해 온도 제어가 원활하고 안정적이게 된다. 이것은 상승 및 하강 모두 현저한 지나침 없이 신속한 온도 변화를 가능하게 해 준다.
가스 가열기 재킷(124)에서 추가로 가열되는 순환 냉각수는 가스 라인 또는 도관(144)을 따른 온도 추적에 사용된다. 따라서, 가스 라인 또는 도관은 가스 라인에 따른 가스 온도 추적용 및 가스 이송용 재킷형 튜브를 형성하고 있다. 가스 라인(144)의 가스 온도는 가스 온도 센서(146)를 구비하는 가스 라인(144)으로부터의 가스 출구(148)에서 측정될 수 있다. 센서(146)는 가열기 온도 제어기(150)에 온도 신호를 제공하여, 가열기 요소(128)의 사이클을 제어한다. 가열된 순환 냉각수를 사용하면 온도가 가스 라인(144)으로부터의 출구(148)에서 원하는 온도로 유지되고, 가스 라인을 따라 이 온도와 근사한 온도로 유지될 수 있다. 이 가열된 물에 의해 현저한 오차없이 균등한 온도 제어와 원활한 온도 처리가 가능하게 된다.
라인 단부에서, 순환 냉각수는 습도 센서 재킷(132)의 온도 제어를 위해 사용될 수도 있다. 습도 센서의 온도를 가스 온도와 근사하게 유지시키는 것은 중요하다. 이러한 가열된 물이 없다면, 이러한 기능을 달성하기 위해 가열 테이프와 같은 습도 센서 조립체용 가열기 유닛을 사용하여 복잡하고 고비용이 소요될 것이다. 가스 가열과, 온도 추적과, 습도 센서 재킷 가열을 위해 별개의 온도 제어 시스템이 필요한 별개의 온도 제어 루프를 사용하는 대신에, 본 발명의 방법은 어떠한 추가의 가열기와 제어기도 필요하지 않고, 이러한 기능을 하는 오직 하나의 가열 루프만이 필요하다. 이에 따라 가열 유닛, 냉각 유닛, 순환 유닛 및 제어 유닛 을 비롯한 추가의 시스템이 불필요하게 된다.
일반적으로, 습도 센서에서는 제한된 유속 조건 대체로, 0.2 slpm(분당 표준 유동 리터) 미만이어야 한다. 높은 유속 조건 하에서는, 대개 습도 탐지 유닛에 샘플링 기구를 적용하게 되는데, 이로 인하여 복잡해지고 고비용이 들게 된다. 그러나, 본 발명은 습도 센서(134)를 높은 유속 가스 스트림에서 적절하게 작동하게 한다. 습도 센서 조립체(154)에 병렬식으로 메인 가스 라인에 체크 밸브(152)를 설치한다. 체크 밸브는 습도 센서 조립체에 걸친 온도 저하를 미리 설정된 값보다 더 낮게 유지시켜서, 습도 센서 조립체를 통한 유속을 미리 설정된 값보다 더 낮게 제어한다. 라인(144)을 통한 가습 가스의 유속이 미리 설정된 값보다 더 낮으면, 모든 가스는 습도 센서 조립체를 통해 흐르게 된다.
가스 가습기의 작동
가습기의 열역학적 작동은 상온 이하의 건조 가스와 함께 시작되고, 가습기 출구에서의 이슬점 온도의 포화 가스로 된다. 제1 단계에 있어서, 가스는 예가습기와, 비절연성 파이프를 거쳐, 벌크 물로부터 열을 흡수하고, 동일한 에너지량만큼 벌크 물을 냉각하면서 이송된다. 제2 단계에 있어서, 예가습기로부터의 가스는 보일러로부터의 증기와 혼합되어, 포화 가스-증기-수액적 혼합물을 형성하고 응축된다. 제3 단계에 있어서, 이 혼합물은 Y 자형 물 분리기를 통해 흐르는데, 여기서 포화 가스-증기 혼합물은 출구까지 상측으로 흐른다. 수액적은 응축으로부터의 열을 벌크 물 아래로 운반하고, 이에 따라 가열수 재순환과 가열수 평형을 제공한다.
보일러 내의 가열 요소의 작동은 온도 센서에 의해 측정된 가습기 출구에서의 가스-증기 혼합물의 온도에 의해 제어되어, 이슬점을 유지시키고 장치 내의 열적 평형을 유지시킨다. 본 발명의 구조를 사용하면, 별개의 응축기와 냉각기가 제거되고, 응축 가스-증기 혼합물로부터의 열을 벌크 물로 직접 방출하여, 별개의 응축기와 냉각기를 사용하여 종래 기술의 시스템에서 손실되던 에너지를 보존하게 된다.
따라서, 이 장치의 열적 평형은 이하의 식에 의해 제시된다.
입구 가스와 물로부터 이슬점 온도의 100% 가습 가스를 생성시키기 위해 필요한 총 열량 = 증기 발생기로부터의 총열량 - 주변으로의 열손실 - 냉각에 필요한 열량
이것은 하나의 간단한 파라미터 즉, 가열 요소의 전력을 제어함으로써, 가습기 출구에서의 가스-증기 혼합물의 온도가 원하는 이슬점 온도로 되는 것을 보장한다는 것을 의미한다. 가스 스트림을 정밀하게 가습하면 가스의 유속과 관계없이 연속적인 가스 스트림이 보장된다. 공지된 가습 시스템에 있어서, 가스 스트림의 가습 수준은 별개의 응축기로 유입되기 전의 시스템의 유속과 기타 파라미터에 따라 달라지고, 이러한 종래 기술의 단점은 본 발명에 의해 제거된다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 가습 가스의 온도는 가스 스트림 가열기의 조작에 의해 추가로 제어될 수 있고, 이것은 상기 가스 출구에서의 가스 온도에 근거한 제어 신호에 의해 사이클을 이루게 된다. 냉각수는 본 발명의 장치를 통해 순환하여 가습 시스템의 운전을 안정되게 한다.
본 발명의 원리와, 바람직한 실시예와, 작동 방법은 전술한 발명의 상세한 설명에서 이미 설명하였다. 본 발명은 특정 형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되기 때문에 개시된 특정 형태에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명은 냉각제로서 물에 제한되어서는 안된다. 또한, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다.

Claims (33)

  1. 용기 상부와, 용기 바닥부와, 용기 측부를 구비하고, 소정 량의 벌크 물(bulk water)을 소정 수위로 보유하기에 적합한 밀봉된 용기와;
    상기 용기와 함께 수직으로 배향된 튜브를 포함하고, 개방된 예가습기 상부를 구비하는 예가습기와;
    상기 예가습기로 가스를 운반하기에 적합한 가스 입구와;
    상기 용기 내에 위치하고, 내부에 가열 요소를 구비하며, 개방된 보일러 상부를 더 구비하는 보일러와;
    상기 예가습기 상부와 보일러 상부 위의 혼합 챔버와;
    상기 용기로부터 가습 가스를 운반하기에 적합한 출구
    를 포함하는 것인 가스 가습기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예가습기는 가스 입구로부터 건조 가스를 받고, 가스 기포를 생성시켜 포화 미만의 가스 기포를 가습하고, 이에 의해 미리 가습된 가스를 방출하는 것인 가스 가습기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보일러는 증기를 발생시켜 예가습기로부터 미리 가습된 가스와 혼합하는 것인 가스 가습기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 예가습기는 그 안에 운반되는 액상의 물과 함께 미리 가습된 가스를 발생시키는 것인 가스 가습기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 혼합 챔버는 벌크 물 수면 위에 그리고 예가습기 상부 아래에 바닥 에지를 구비하는 바닥이 개방된 컨테이너를 보일러 상부 위에서 형성하는 것인 가스 가습기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 혼합 챔버의 바닥 에지는 단면이 Y자형인 수분 분리 영역으로 형성되어 있는 것인 가스 가습기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 혼합 챔버의 바닥 에지는 하측 가스-물 혼합물 경로와, 상측 가스 경로와, 바닥 에지 아래의 물 수집기를 구비하는 수분 분리 영역을 형성하는 것인 가스 가습기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 혼합 챔버는 절연성 재료로 형성되는 것인 가스 가습기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 보일러 둘레에 절연층을 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  10. 제1항에 있어서, 용기의 바닥을 따라서 예가습기와 소정량의 벌크 물 사이에 유체 개구를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  11. 제1항에 있어서, 용기의 바닥을 따라서 보일러와 소정량의 벌크 물 사이에 유체 개구를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 혼합 챔버는 증기 혼합물과 예가습 가스의 흐름을 위한 유동 경로를 형성하고, 포화 증기로부터 응축물을 분리하는 것인 가스 가습기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유동 경로는 예가습기와 보일러 하측으로 벌크 물 수면 위로 연장되는 것인 가스 가습기.
  14. 제1항에 있어서,
    용기 둘레의 물 재킷과;
    이 물 재킷 내에서 유체 연통하는 순환수의 공급원
    을 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  15. 제1항에 있어서, 용기 출구에서의 온도 센서를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 온도 센서는 온도 신호를 발생시키고, 이 온도 신호를 수신하고 이에 응답하여 가열기 요소를 제어하는 온도 제어기를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  17. 제1항에 있어서, 상기 보일러는 개방된 보일러 상부로 나가는 증기를 발생시키고, 예가습기는 예가습기의 개방된 상부로 나가는 미리 가습된 가스를 발생시키며, 혼합 챔버는 증기와 미리 가습된 가스를 혼합시켜, 혼합 챔버 내에서 증기를 응축시키는 것인 가스 가습기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 응축은 중력과 관성에 의해 벌크 물로 낙하하는 것인 가스 가습기.
  19. 제1항에 있어서, 용기에서 유출되는 가스는 100% 상대 습도인 것인 가스 가습기.
  20. 제1항에 있어서, 용기의 출구와 연통하는 가스 도관을 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 가스 도관의 가스 가열기 요소를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  22. 제21항에 있어서,
    가스 도관으로부터의 가스 도관과;
    가스 도관 출구에서의 가스 온도 센서
    를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 가스 온도 센서는 가스 온도 신호를 발생시키고, 이 가스 온도 신호에 응답하여 가스 가열기 요소를 제어하는 가스 가열기의 제어기를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  24. 제20항에 있어서, 상기 가스 도관에 온도 센서를 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  25. 제20항에 있어서,
    가스 도관 둘레의 가스 도관 물 재킷과;
    상기 가스 도관 물 재킷과 유체 연통하는 순환수 공급원
    을 더 포함하는 것인 가스 가습기.
  26. 제20항에 있어서,
    용기 둘레의 용기 물 재킷과;
    상기 용기 물 재킷과 유체 연통하는 순환수 공급원과;
    용기 물 재킷으로부터의 용기 물 재킷 출구와;
    가스 도관 둘레의 가스 도관 물 재킷과;
    용기 물 재킷 출구로부터 가스 도관 물 재킷으로 순환수를 이송시키는 물 라인
    을 포함하는 것인 가스 가습기.
  27. 가습 가스를 발생시키기에 적합한 가스 스트림 가습기와;
    상기 가습기로부터 가습 가스를 받고, 내부에 가스 가열 요소를 구비하는 가스 가열기 라인과;
    가습기 둘레에 위치하고, 제1 냉각수 입구와 제1 냉각수 출구를 구비하는 제1 냉각수 재킷과;
    가스 가열 요소에 인접한 가스 가열기 라인 둘레에 위치하고, 제1 냉각수 입구와 유체 연통하는 제2 냉각수 입구와 제2 냉각수 출구를 더 구비하는 제2 냉각수 재킷
    을 포함하는 가스 컨디셔닝 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 가스 가열기 라인 내에 체크 밸브를 더 포함하는 것인 가스 컨디셔닝 시스템
  29. 제28항에 있어서, 상기 체크 밸브와 평행한 가스 가열기 라인의 습도 센서를 더 포함하는 것인 가스 컨디셔닝 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 습도 센서 둘레에 위치하고, 제2 냉각수 입구와 유체 연통하는 제3 냉각수 입구를 구비하고, 제3 냉각수 출구를 구비하는 제3 냉각수 재킷을 더 포함하는 것인 가스 컨디셔닝 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 가스 가열기 요소로부터 소정 거리 떨어져 있는 가스 가열기 라인 둘레에 제4 냉각수 재킷을 더 포함하고, 이 제4 냉각수 재킷은 제3 냉각수 출구와 유체 연통하는 제4 냉각수 입구를 구비하고, 제3 냉각수 출구를 더 구비하는 것인 가스 컨디셔닝 시스템.
  32. 제27항에 있어서, 상기 가스 가열기 라인은 가스 가열기 라인을 따라 가스 이송용 및 가스 온도 추적용 재킷형 튜브를 포함하는 것인 가스 컨디셔닝 시스템.
  33. 제29항에 있어서, 상기 습도 센서는 제어 신호를 제공하여, 가스 가열기 라인 내의 가습 가스가 이슬점 온도에 근접하게 유지되도록 가스 가열기 라인 내의 온도를 유지하는 것인 가스 컨디셔닝 시스템.
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