KR20090034666A - 스태틱 믹서형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스태틱 믹서형 열교환기에 관한 것으로서, 그 목적으로는 스태틱믹서를 다수개의 상측배플플레이트, 하측배플플레이트, 좌,우측배플플레이트로 형성하여 열교환기 내부에 설치함으로써, 전열면적 증가에 따른 열교환 효율성이 획기적으로 향상되도록 하여 열교환기를 소형화할 수 있게 하는 데에 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 양단부에 베리얼(6)을 각각 밀폐되게 설치하고, 양측 외주에는 인렛파이프(8)와 아웃렛파이프(10)를 각각 설치하는 쉘(4)과; 상기 각각의 베리얼(6)을 관통 결합하면서 쉘(4) 내부에 수평으로 설치되는 다수개의 튜브(12)와; 상기 각각의 베리얼(6) 외측에 결합 되는 인렛헤더(14) 및 아웃렛헤더(16);로 된 스태틱 믹서형 열교환기에 있어서, 상기 쉘(4) 내부에는 원료를 통과시키면서 교반시키는 스태틱믹서(18)가 고정 설치되고, 상기 스태틱믹서(18)에는 튜브(12)가 관통 결합 되며, 상기 스태틱믹서(18)는 튜브(12)를 통과하는 스팀으로부터 열을 전달받아, 상기 인렛파이프(8)를 통하여 유입되어 아웃렛파이프(10)로 배출되는 원료에 열을 전달하는 것을 특징으로 한다.

열교환기, 스태틱믹서, 쉘, 튜브, 배플플레이트

Description

스태틱 믹서형 열교환기{Static mixer type heat exchanger}

본 발명은 스태틱 믹서형 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스태틱믹서를 다수개의 상측배플플레이트, 하측배플플레이트, 좌,우측배플플레이트로 형성하여 열교환기 내부에 설치함으로써, 전열면적 증가에 따른 열교환 효율성이 획기적으로 향상되도록 하여 열교환기를 소형화할 수 있게 하고, 또한 원료가 열교환기의 쉘 내부에 형성된 넓은 공간을 통과하면서 튜브와 열교환 되도록 함으로써, 원료의 작은 공급압력 손실에 따른 펌프의 소용량화로 열교환기의 운영비용이 획기적으로 저렴화될 수 있게 한 스태틱 믹서형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 식품공장, 의약품공장, 석유화학공장, 플라스틱산업 등의 원료 이송 파이프라인에 열교환기가 설치되어 사용되는데, 이러한 열교환기는 각종 원료를 가열 또는 냉각시켜 가공부로 안정되게 공급하는 기능을 한다.

상기와 같은 열교환기는 최근에 소형화와 함께 열교환 효율의 향상 그리고 공급압력 손실의 최소화가 요구되고 있는 추세에 있는 관계로, 상기 열교환기는 각종 형태로 다양하게 변경 개발하는 단계에 있다.

한편 종래의 기술인 실용신안등록번호 제218059호 "스태틱 믹서의 엘러먼트 를 이용한 다중관 열교환기"를 도 1에서 살펴 보면, 먼저 열교환기(1)는 양단부에 고온유체입구(2-2)와 고온유체출구(2-3)를 각각 형성하고, 상기 열교환기(1)의 양측에는 저온유체입구(3-2)와 저온유체출구(3-3)를 각각 형성한다.

상기 열교환기(1) 내부에는 180°로 비틀어져 형성되면서 90°로 틀어져 연결된 엘러먼트(4)를 내부에 장착한 고온유체관(2)이 수평으로 설치되고, 상기 고온유체관(2)과 열교환기(1) 사이에는 공간이 마련되어 저온유체가 통과하도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 저온유체가 상기 저온유체입구(3-2)를 통하여 열교환기(1) 내부로 유입되면, 상기 저온유체는 열교환기(1)의 내부 공간을 통과하면서 고온유체관(2)의 둘레를 지나 저온유체출구(3-3)를 통하여 외부로 빠져나가게 된다.

동시에 고온유체가 상기 고온유체입구(2-2)를 통하여 외부로부터 유입되면서 고온유체관(2)을 통과하면, 상기 고온유체는 고온유체관(2) 내부에 설치된 엘러먼트(4)에 의해 연속하여 나누어지면서 좌방향, 우방향으로 흐르며 믹싱 된다.

이로 인해 상기 고온유체는 고온유체관(2) 벽면에 접촉하는 빈도가 증가하게 되어 많은 열을 외부로 전달하게 되고, 이러한 열은 열교환기(1)의 내부 공간을 통과하는 저온유체에 전달된다.

따라서 상기 열교환기(1)를 통과하는 저온유체는 가열되어 고온유체로 빠져나가게 된다.

상기와 같은 종래의 기술은 저온유체가 열을 전달받기 위한 수단이 단순히 고온유체관(2)의 외주면인 관계로 전열면적 감소로 인한 열교환 효율성이 저하되는데, 이로 인해 열교환기(1)는 대형화되는 문제점을 지닌다.

다른 문제점으로는 고온유체관(2) 내부에 설치된 엘러먼트(4)를 고온유체가 통과하면, 저항에 의한 큰 공급압력 손실이 발생 되어 펌프 용량이 증가하는데, 이로 인해 열교환기의 운영비용이 증가하게 된다.

본 발명의 목적은 스태틱믹서를 다수개의 상측배플플레이트, 하측배플플레이트, 좌,우측배플플레이트로 형성하여 열교환기 내부에 설치함으로써, 전열면적 증가에 따른 열교환 효율성이 획기적으로 향상 되도록 하여 열교환기를 소형화할 수 있게 하는 데에 있다.

다른 목적으로는 원료가 열교환기의 쉘 내부에 형성된 넓은 공간을 통과하면서 튜브와 열교환 되도록 함으로써, 원료의 작은 공급압력 손실에 따른 펌프의 소용량화로 열교환기의 운영비용이 획기적으로 저렴화될 수 있게 하는 데에 있다.

본 발명은 양단부에 베리얼(6)을 각각 밀폐되게 설치하고, 양측 외주에는 인렛파이프(8)와 아웃렛파이프(10)를 각각 설치하는 쉘(4)과; 상기 각각의 베리얼(6)을 관통 결합하면서 쉘(4) 내부에 수평으로 설치되는 다수개의 튜브(12)와; 상기 각각의 베리얼(6) 외측에 결합 되는 인렛헤더(14) 및 아웃렛헤더(16);로 된 스태틱 믹서형 열교환기에 있어서,

상기 쉘(4) 내부에는 원료를 통과시키면서 교반시키는 스태틱믹서(18)가 고정 설치되고, 상기 스태틱믹서(18)에는 튜브(12)가 관통 결합 되며, 상기 스태틱믹서(18)는 튜브(12)를 통과하는 스팀으로부터 열을 전달받아, 상기 인렛파이프(8)를 통하여 유입되어 아웃렛파이프(10)로 배출되는 원료에 열을 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스태틱믹서(18)는, 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키는 유입부(20)와; 상기 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키면서, 상측으로 이동하여 온 원료는 하측으로, 하측으로 이동하여 온 원료는 상측으로 각각 이동시켜 믹싱시키는 교반부(22)와; 상기 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키면서, 상측으로 이동하여 온 원료는 하측으로, 하측으로 이동하여 온 원료는 상측으로 이동시켜 재차 믹싱시키는 유출부(24);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스태틱믹서(50)는, 스크루 타입으로서 180°비틀어진 믹서엘러먼트(52) 여러 개가 순차적으로 90°틀어지면서 연결되고, 상기 튜브(12)는 믹서엘러먼트(52)에 관통 결합 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 열교환기(2) 내부에 설치되는 스태틱믹서(18)가 다수개의 상측배플플레이트(28,38), 하측배플플레이트(30,40), 좌,우측배플플레이트(32,34)로 이루어져 있는 관계로, 전열면적 증가에 따른 열교환 효율성이 획기적으로 향상됨으로 열교환기(2)를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

다른 효과로는 열교환기(2)의 쉘(4) 내부에 형성된 넓은 공간을 원료가 통과하면서 튜브(12)와 열교환 하는 방식임으로, 원료의 작은 공급압력 손실에 따른 펌프의 소용량화로 열교환기(2)의 운영비용이 획기적으로 저렴하게 된다.

본 발명의 실시 예를 도 2 내지 도 7 에서 살펴 보면, 먼저 열교환기(2)는 식품공장, 의약품공장, 석유화학공장, 플라스틱산업 등의 원료 이송 파이프라인에 설치되어 각종 원료를 통과시키면서 가열하거나 냉각하는 용도로 사용되는 것으로서 구조를 살펴 보면 다음과 같다.

상기 열교환기(2)에는 원통형 쉘(shell)(4)이 구성되고, 상기 쉘(4)의 양단부에는 통로를 밀폐시키는 베리얼(barrier)(6)이 각각 설치되며, 상기 쉘(4)의 양측 외주에는 원료가 출입하는 인렛파이프(inlet pipe)(8)와 아웃렛파이프(outlet pipe)(10)가 각각 설치된다.

상기 인렛파이프(8)에는 미 도시한 원료공급부가 이송 파이프라인으로 연결되고, 상기 아웃렛파이프(10)에는 미 도시한 원료 가공부가 이송 파이프라인으로 연결되는데, 이때 상기 원료는 가열하고자 하는 고점성 또는 저점성의 사탕이나 포도당 등의 식품류가 선택되거나, 냉각하고자 하는 폴리머(polymer)등 다양한 원료가 선택되어 공급될 수 있다.

계속하여 상기 쉘(4) 내부에는 고열의 스팀이 통과하는 튜브(tube)(12) 다수 개가 수평으로 배치되고, 상기 튜브(12)의 양단부는 베리얼(6)에 관통 결합 되며, 상기 각각의 베리얼(6) 외측에는 스팀이 공급되는 인렛헤더(inlet header)(14)와 스팀이 배출되는 아웃렛헤더(outlet header)(16)가 위치하면서 결합 된다.

상기 인렛헤더(14)에는 스팀을 제공하는 미 도시한 히팅부가 연결되고, 상기 아웃렛헤더(16)에는 열교환 된 스팀을 재차 가열할 수 있도록 상기 히팅부가 연결되는데, 이때 상기 열교환기(2)를 가열 목적이 아니라 원료의 용도에 따라 냉각목적으로 사용할 경우 냉각장치를 연결하여 사용할 수 있다.

계속하여 상기 쉘(4) 내부에는 원료를 통과시키며 교반 시키는 스태틱믹서(static mixer)(18)가 고정 설치되면서 다수개의 튜브(12)를 관통 결합하는데, 이때 상기 스태틱믹서(18)는 튜브(12)를 통과하는 스팀으로부터 열을 제공받아 상기 인렛파이프(8)를 통하여 유입되어 아웃렛파이프(10)로 배출되는 원료에 열을 전달하게 된다.

상기와 같이 설치된 스태틱믹서(18)는, 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키는 유입부(20)와, 상기 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키면서 상측으로 이동하여 온 원료는 하측으로, 하측으로 이동하여 온 원료는 상측으로 각각 이동시켜 믹싱시키는 교반부(22)와, 상기 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키면서 상측으로 이동하여 온 원료는 하측으로, 하측으로 이동하여 온 원료는 상측으로 이동시켜 재차 믹싱시키는 유출부(24)로 구성된다.

이때 상기 유입부(20), 교반부(22), 유출부(24)는 순차적으로 배치되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서 치환하여 설치하여도 무방하고, 어느 하나만을 선택적으로 설치하여도 무방하다.

계속하여 상기와 같이 구성되는 유입부(20)는, 쉘(4) 내부에서 횡 방향을 따라 동일한 간격으로 나열되면서 굴곡면(26) 상측에 형성되는 다수개의 상측배플플레이트(baffleplate)(28)와, 상기 굴곡면(26) 하측에 상측배플플레이트(28)와는 엇갈리게 배치되면서 동일한 간격으로 나열되어 형성되는 다수개의 하측배플플레이트(30)로 구성된다.

이때 상기 유입부(20)의 상측배플플레이트(28)와 하측배플플레이트(30)는 굴곡면(26)을 중심으로 하여 30°∼90°로 벌어져 형성되고, 상기 상측배플플레이트(28)와 하측배플플레이트(30)에는 다수개의 튜브(12)가 관통 결합 된다.

또한 상기 유입부(20) 일측에 위치하는 교반부(22)는, 쉘(4) 내부에서 횡 방향을 따라 동일한 간격으로 나열되면서 우측으로 기울어지는 다수개의 좌측배플플레이트(32)와, 상기 좌측배플플레이트(32) 사이에 각각 끼워져 용접되어 나열되면서 좌측으로 기울어져 교차 되는 다수개의 우측배플플레이트(34)로 이루어진다.

이때 상기 좌측배플플레이트(32)와 우측배플플레이트(34)에는 다수개의 튜브(12)가 관통 결합 된다.

또한 상기 교반부(22) 일측에 위치하면서 유입부(20)와는 대향 되게 배치된 유출부(24)는, 쉘(4) 내부에서 횡 방향을 따라 동일한 간격으로 나열되면서 굴곡면(36) 상측에 형성되는 다수개의 상측배플플레이트(38)와, 상기 굴곡면(36) 하측에 상측배플플레이트(38)와는 엇갈리게 배치되면서 동일한 간격으로 나열되어 형성되는 다수개의 하측배플플레이트(40)로 이루어진다.

이때 상기 유출부(24)의 상측배플플레이트(38)와 하측배플플레이트(40)는 굴곡면(36)을 중심으로 하여 30°∼90°로 벌어져 형성되고, 상기 상측배플플레이트(38)와 하측배플플레이트(40)에는 다수개의 튜브(12)가 관통 결합 된다.

계속하여 상기 유입부(20)와, 교반부(22)와, 유출부(24)가 하나의 셋트로서 스태틱믹서(18)를 구성하게 될 경우에는, 상기 교반부(22)를 구성하는 우측배플플레이트(34) 상부는 유입부(20)의 상측배플플레이트(28) 사이에 끼여지면서 교차점 이 용접되고, 상기 좌측배플플레이트(32)의 하부는 유입부(20)의 하측배플플레이트(30) 사이에 끼여지면서 교차점이 용접된다.

또한 상기 교반부(22)의 우측배플플레이트(34) 하부는 유출부(24)의 하측배플플레이트(40) 사이에 끼여지면서 교차점이 용접되고, 좌측배플플레이트(32)의 상부는 유출부(24)의 상측배플플레이트(38) 사이에 끼여지면서 교차점이 용접된다.

상기와 같이 구성되는 하나의 셋트로서 스태틱믹서(18)는 여러 개가 순차적으로 배열되면서 쉘(4) 내부벽면에 용접되어 고정 설치된다.

그리고 상기 쉘(4) 내부에 수평으로 배치되는 다수개의 튜브(12)는 인렛헤더(14)에 위치한 베리얼(6)에서 부터 유입부(20), 교반부(22), 유출부(24)를 순차적으로 관통하여 지나면서 아웃렛헤더(16)에 위치한 베리얼(6)에 이르는 위치까지 연장 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 식품공장, 의약품공장, 석유화학공장, 플라스틱산업 등의 원료 이송 파이프라인에 열교환기(2)가 설치되어 사용되면, 고점성 또는 저점성의 원료는 미 도시한 공급부로부터 이송 파이프라인을 따라 이동하면서 인렛파이프(8)를 통하여 쉘(4) 내부로 공급된다.

이후로 상기 원료는 스태틱믹서(18)측으로 이동하여 먼저 유입부(20)를 통과하게 되는데, 이때 상기 원료는 유입부(20)의 굴곡면(26) 전면에 부딪치면서 상,하로 나누어지고, 동시에 상기 원료는 유입부(20)의 상,하측배플플레이트(28,30) 전면에 각각 부딪치면서 양측으로 나누어져 통과하게 되며, 동시에 일부 원료는 상측 배플플레이트(28)의 전면을 따라 굴곡면(26) 상부로 이동하고, 또한 일부 원료는 하측배플플레이트(30)의 전면을 따라 굴곡면(26) 하부로 이동하게 된다.

이때 상기 상,하측배플플레이트(28,30)가 굴곡면(26)을 중심으로 상호 엇갈리게 배치되어 있는 관계로, 상기 원료는 유입부(20)를 통과하면서 굴곡면(26)을 중심으로 하여 상,하로 이등분되고, 동시에 상호 엇갈린 형태로 나누어지면서 통과하게 된다.

상기와 같이 유입부(20)의 상,하측배플플레이트(28,30) 사이의 틈을 통과한 원료는, 상기 교반부(22)로 이동하여 좌측배플플레이트(32)의 하부와 우측배플플레이트(34)의 상부 전면에 각각 부딪치면서 양측으로 나누어져 통과하게 되고, 동시에 일부 원료는 좌측배플플레이트(32)의 전면을 따라 상부로 이동하게 되며, 일부 원료는 우측배플플레이트(34)의 전면을 따라 하부로 이동하게 된다.

따라서 유입부(20)의 굴곡면(26) 상부를 통과한 원료는 교반부(22)의 상부로 일부가 통과하면서 일부는 교반부(22)의 아래로 이동하게 되고, 동시에 유입부(20)의 굴곡면(26) 하부를 통과한 원료는 교반부(22)의 하부로 일부가 통과하면서 일부는 교반부(22) 상부로 이동하게 되는데, 이로 인해 원료는 교반부(22)를 통과하면서 믹싱(mixing)되는 상태가 된다.

상기 이후로 우측배플플레이트(34) 상부를 통과한 원료는 좌측배플플레이트(32)의 상부 전면에 부딪치면서 나누어져 통과하고, 동시에 좌측배플플레이트(32) 하부를 통과한 원료는 우측배플플레이트(34)의 하부 전면에 부딪치면서 나누어져 통과하게 된다.

상기와 같이 교반부(22)의 좌,우측배플플레이트(32,34) 사이의 틈을 통과한 원료는, 상기 유출부(24)로 이동하여 상,하측배플플레이트(38,40)의 전면에 각각 부딪치면서 양측으로 나누어져 통과하게 되고, 동시에 일부 원료는 상측배플플레이트(38)의 전면을 따라 아래로 이동하면서 굴곡면(36) 아래에 있는 하측배플플레이트(40)의 틈 사이로 빠져나가며, 또한 일부 원료는 동시에 하측배플플레이트(40)의 전면을 따라 상부로 이동하면서 굴곡면(36) 위에 있는 상측배플플레이트(38)의 틈 사이로 빠져나간다.

따라서 상기 원료는 유출부(24)를 통과하면서 재차 교반 되는 동시에 나누어져 통과하게 된다.

이때 상기 상,하측배플플레이트(38,40)가 굴곡면(36)을 중심으로 상호 엇갈리게 배치되어 있는 관계로, 상기 원료는 유출부(24)를 통과하면서 굴곡면(36)을 중심으로 상,하로 이등분되고, 동시에 상호 엇갈린 형태로 나누어지면서 통과하게 된다.

결국 상기 인렛파이프(8)로 유입된 원료는 점성이 큰 상태에서 유입부(20)를 통과하면서 나누어지고, 교반부(22)를 통과하면서 믹싱 되는 동시에 나누어지며, 유출부(24)를 통과하면서 재차 믹싱 되면서 나누어지게 되므로, 상기 원료는 결과적으로 여러 갈래로 나누어지면서 통과하게 됨에 따라 최초보다는 부드러운 상태의 점성을 지니게 된다.

한편 상기와 같이 원료가 스태틱믹서(18)를 통과할 때 미 도시한 히팅부로부터 공급되는 스팀이 인렛헤더(14)로 유입되면서 여러 개의 튜브(12)를 통해 동시에 나누어지면서 아웃렛헤더(16)로 빠져나가게 되는데, 이때 상기 스팀은 튜브(12)를 통과할 때 외주에 결합된 스태틱믹서(18)와 열교환 하게 된다.

따라서 상기 스팀으로부터 제공되는 열은 튜브(12)를 통해 스태틱믹서(18)를 구성하는 유입부(20)의 상,하측배플플레이트(28,30)와, 교반부(22)의 좌,우측배플플레이트(32,34)와, 유출부(24)의 상,하측배플플레이트(38,40)에 각각 전달된다.

이로 인해 원료는 쉘(4) 내부를 통과하면서 유입부(20), 교반부(22), 유출부(24)를 순차적으로 통과하여 믹싱 되는 동시에, 튜브(12) 및 상,하측배플플레이트(28,30,38,40)와 좌,우측배플플레이트(32,34)로부터 열을 전달받아 가열되어 통과하게 된다.

상기 이후로 원료는 아웃렛파이프(10)를 통하여 다음 공정인 원료가공부로 이동하게 된다.

상기와 같이 스태틱믹서(18)는 다수개의 상측배플플레이트(28,38), 하측배플플레이트(30,40), 좌,우측배플플레이트(32,34)로 이루어진 관계로 전열면적이 획기적으로 증가하게 되는데, 이로 인해 튜브(12)를 통과하는 스팀열은 스태틱믹서(18)를 통하여 다량의 원료에 보다 많은 열을 전달하게 되어 열교환기(2)의 효율성은 획기적으로 향상된다. 따라서 상기 열교환기(2)는 다량의 원료를 통과시키는 대용량임에도 열교환효율이 우수하여 소형화가 가능하다.

또한 쉘(4) 내부에 설치된 스태틱믹서(18)를 원료가 통과하는 방식은, 기존의 튜브(12)에 설치된 스태틱믹서(18)를 통과하는 방식보다는 원료의 공급압력 손실이 작게 발생함으로 작은 용량의 펌프를 사용하게 되는데, 이로 인해 열교환기(2)의 운영비용은 획기적으로 절감된다.

한편 본 발명을 구성하는 스태틱믹서(50)의 다른 실시 예를 도 8 에서 살펴 보면 다음과 같다.

먼저 상기 스태틱믹서(50)는 소정의 두께를 지닌 플레이트를 180°비틀어서 믹서엘러먼트(52)를 형성하고, 이러한 믹서엘러먼트(52) 여러 개를 순차적으로 90°로 틀어지게 하면서 배열하여 형성된 것으로, 상기 믹서엘러먼트(52)의 연결부분은 용접하여 고정한다.

상기와 같이 구성되는 믹서엘러먼트(52)는 외측이 쉘(4) 내부벽면에 용접되는데, 이로 인해 스태틱믹서(50)는 쉘(4) 내부에 수평으로 배치되면서 고정 설치되어 있게 된다.

상기와 같이 설치되는 스태틱믹서(50)의 믹서엘러먼트(52)에는 쉘(4) 내부에서 수평으로 배치된 다수개의 튜브(12)가 관통 결합 된다.

상기와 같이 구성되는 스태틱믹서(50)의 다른 실시 예에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이 원료가 쉘(4) 내부로 공급되면서 스태틱믹서(50)를 통과하게 되면, 상기 원료는 믹서엘러먼트(52)의 비틀림 방향을 따라 이동하면서 다음 믹서엘러먼트(52)에 의해 2등분 되고, 이후로 원료는 다음 믹서엘러먼트(52)에 의해 재차 2등분 되어 이동하게 되는데, 이로 인해 원료는 2ⁿ 으로 나누어지면서 이동하게 된다.

따라서 상기 원료는 연속하여 나누어지면서 좌방향, 우방향으로 흐르며 믹싱되는 관계로 최초보다는 부드러운 상태의 원료가 된다.

상기와 같은 상태에서 튜브(12)를 통과하는 스팀은 열을 믹서엘러먼트(52)에 전달하게 되는데, 이로 인해 원료는 쉘(4) 내부를 통과하면서 믹서엘러먼트(52)와 튜브(12)로부터 열을 전달받아 가열되면서 통과하게 된다.

상기 이후로 원료는 아웃렛파이프(10)를 통하여 다음 공정인 원료 가공부로 이동하게 된다.

상기와 같은 방식도 전술한 바와 같이 열교환기(2)의 전열면적 증가에 따른 소형화 실현이 가능하며, 또한 압력손실이 작게 발생한다.

본 발명은 스태틱 믹서형 열교환기에 관한 것으로서, 특히 열교환기(2)의 전열면적을 증가시켜 효율성을 향상시킴으로써 소형화가 가능하도록 하고, 또한 열교환기(2)의 공급압력손실을 최소화하여 펌프의 소용량화에 따른 운영비용의 저렴화를 실현할 수 있게 한 것이다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 여기에 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 자명하다.

따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 열교환기의 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기의 단면도.

도 3 은 본 발명에 따른 도 2 의 "A"부분 확대도.

도 4 는 본 발명에 따른 도 2 의 B-B 부분 단면도.

도 5 는 본 발명에 따른 열교환기의 부분 단면 사시도.

도 6 은 본 발명에 따른 스태틱믹서의 사시도.

도 7 은 본 발명에 따른 스태틱믹서의 분리 사시도.

도 8 은 본 발명에 따른 스태틱믹서의 다른 실시 예를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2:열교환기 4:쉘

6:베리얼 8:인렛파이프

10:아웃렛파이프 12:튜브

14:인렛헤더 16:아웃렛헤더

18,50:스태틱믹서 20:유입부

22:교반부 24:유출부

26,36:굴곡면 28,38:상측배플플레이트

30,40:하측배플플레이트 32:좌측배플프레이트

34:우측배플플레이트 52:믹서엘러먼트

Claims (6)

1. 양단부에 베리얼(6)을 각각 밀폐되게 설치하고, 양측 외주에는 인렛파이프(8)와 아웃렛파이프(10)를 각각 설치하는 쉘(4)과;

   상기 각각의 베리얼(6)을 관통 결합하면서 쉘(4) 내부에 수평으로 설치되는 다수개의 튜브(12)와;

   상기 각각의 베리얼(6) 외측에 결합 되는 인렛헤더(14) 및 아웃렛헤더(16);로 된 스태틱 믹서형 열교환기에 있어서,

   상기 쉘(4) 내부에는 원료를 통과시키면서 교반시키는 스태틱믹서(18)가 고정 설치되고, 상기 스태틱믹서(18)에는 튜브(12)가 관통 결합 되며,

   상기 스태틱믹서(18)는 튜브(12)를 통과하는 스팀으로부터 열을 전달받아, 상기 인렛파이프(8)를 통하여 유입되어 아웃렛파이프(10)로 배출되는 원료에 열을 전달하는 것을 특징으로 한 스태틱 믹서형 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스태틱믹서(18)는,

   원료를 틈 사이로 나누어 통과시키는 유입부(20)와;

   상기 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키면서, 상측으로 이동하여 온 원료는 하측으로, 하측으로 이동하여 온 원료는 상측으로 각각 이동시켜 믹싱시키는 교반부(22)와;

   상기 원료를 틈 사이로 나누어 통과시키면서, 상측으로 이동하여 온 원료는 하측으로, 하측으로 이동하여 온 원료는 상측으로 이동시켜 재차 믹싱시키는 유출부(24);로 이루어진 것을 특징으로 한 스태틱 믹서형 열교환기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유입부(20)는,

   쉘(4) 내부에서 횡 방향을 따라 동일한 간격으로 나열되며 굴곡면(26) 상측에 형성되는 다수개의 상측배플플레이트(28)와,

   상기 굴곡면(26) 하측에 상측배플플레이트(28)와는 엇갈리게 배치되면서 동일한 간격으로 나열되어 형성되는 다수개의 하측배플플레이트(30)로 이루어지고,

   상기 상측배플플레이트(28)와 하측배플플레이트(30)는 굴곡면(26)을 중심으로 30°∼90° 벌어지게 형성된 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서형 열교환기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 교반부(22)는,

   쉘(4) 내부에서 횡 방향을 따라 동일한 간격으로 나열되면서 우측으로 기울어지는 다수개의 좌측배플플레이트(32)와,

   상기 좌측배플플레이트(32) 사이에 각각 끼워져 용접되어 나열되면서 좌측으로 기울어져 교차 되는 다수개의 우측배플플레이트(34)로 이루어진 것을 특징으로 한 스태틱 믹서형 열교환기.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 유출부(24)는,

   쉘(4) 내부에서 횡 방향을 따라 동일한 간격으로 나열되며 굴곡면(36) 상측에 형성되는 다수개의 상측배플플레이트(38)와,

   상기 굴곡면(36) 하측에 상측배플플레이트(38)와는 엇갈리게 배치되면서 동일한 간격으로 나열되어 형성되는 다수개의 하측배플플레이트(40)로 이루어지고,

   상기 유출부(24)의 상측배플플레이트(38)와 하측배플플레이트(40)는 굴곡면(36)을 중심으로 30°∼90° 벌어지게 형성되면서, 상기 유입부(20)와는 대향 되게 배치된 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서형 열교환기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 스태틱믹서(50)는,

   스크루 타입으로서 180°비틀어진 믹서엘러먼트(52) 여러 개가 순차적으로 90°틀어지면서 연결되고,

   상기 튜브(12)는 믹서엘러먼트(52)에 관통 결합 되는 것을 특징으로 한 스태틱 믹서형 열교환기.

Images