KR0133665B1 - 액체 순환 튜브를 세척하는 방법 및 장치 그리고 열교환기 튜브에의 이용방법 - Google Patents
액체 순환 튜브를 세척하는 방법 및 장치 그리고 열교환기 튜브에의 이용방법Info
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- KR0133665B1 KR0133665B1 KR1019890016661A KR890016661A KR0133665B1 KR 0133665 B1 KR0133665 B1 KR 0133665B1 KR 1019890016661 A KR1019890016661 A KR 1019890016661A KR 890016661 A KR890016661 A KR 890016661A KR 0133665 B1 KR0133665 B1 KR 0133665B1
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Abstract
없음.
Description
제 1 도는 본 발명에 의한 세척장치를 갖춘 열교환기 튜브의 단면도.
제 2 도는 제 1 도의 세척장치에 대한 명확한 부분사시도.
제 3 도는 제 1 도의 III-III선을 따른 단면도.
제 4 도는 제 1 도의 장치의 이동부재의 확대 횡단면도.
제 5 도 및 제 6 도는 변형된 이동부재의 횡단면도를 나타내는 제 4 도와 유사한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
3 : 바닥4 : 돌출부
5 : 축6 : 헤드
7 : 막대8 : 구멍
10 : 튜브11 : 이동부재
12 : 말단부16 : 마찰저항부
본 발명은 액체가 순환하는 튜브를 세척하는 공정 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 공정 및 장치를 열교환기 튜브에 활용함에 관한 것이다.
액체에 용해된 물질처럼 현탁된 물질, 특히 수용액중의 탄산 칼슘 또는 열교환기에 의해 형성되는 탄화수소중의 coke는 액체가 사용되는 관의 내벽에 침전되는 경향이 있다. 특히, 열교환기 튜브에 있어서, 그것의 단점을 개선하지 않으면 효율이 매우 급격하게 저하한다.
물론 튜브를 임시(간헐) 세척할 수 있으나, 교환기를 정지시켜야 하며 기관의 최소한 한부분을 분해하고 튜브를 세척한 후에 조립하며, 모든 작동은 시간이 걸리고 비용이 든다.
이러한 장치를 열교환기의 튜브 안쪽에 설치하는데, 해당기술 분야에 공지되어 있고, 1928년 3월 1일, Paul CIMBOLEK에게 허여된 독일연방공화국 특허 제457,572호는 회전을 유도하는 연결기계에 의해 영향을 받는 금속관에 속하는 형태의 이동부재를 기술하고 있다.
따라서 수행시에 이동부재의 튜브내에 바람직하게 위치하여, 예컨대 나선형이고 액체를 순환시키되, 튜브의 내면과 접촉하지는 않고 튜브의 약화방지 및/또는 튜브를 세척해주며, 결과적으로 열교환기를 개선시킨다.
프랑스공화국 특허 제2,569,829호의 이런 명세서는 열교환기를 개선하기 위하여 열교환기 튜브내에 위치하는 기계장치를 기술하고 있는데, 상기 장치는 최소한 하나의 이동부재 및 이동부재의 최소한 하나의 연결시스템으로 구성되며, 변형할 수 없으며, 열교환기의 상기 튜브에서 순환하는 액체를 영구적으로 회전시키는 구조이다. 한편, 상기 연결시스템은 시스템상의 이동부재를 열교환기의 축 주위로 자유롭게 회전시키는 연결장치를 포함한다.
상기 장치의 이동부재는 나선형이며, 예컨대, 상기 모양을 따라서 감겨진 금속띠를 포함한다. 이동부재를 자유롭게 회전시키는 각종 접합기계장치는 상기 특허의 명세서에 기술되어 있다.
상기 이동부재에 포함되는 다른 장치는 Compagnie Frangaise de Reffinage에 의한 프랑스공화국 특허 제2,612,267호에 기술되어 있다(Societe Demanderesse가 부여함).
상기 특허는 이동부재 말단에 위치하는 장치를 자세하게 기술하고 있는데, 상기 장치는 액체 작용에 의해 튜브 내부에서 회전하며, 탄력있게 변형되는 단단한 물질내에 이음새가 없는 수평부를 형성하는 기관을 포함하고, 효력을 발생할 수 있는 거리로 분리된 최소한 두개의 가지를 내벽과 반대방향으로 탄력있게 받칠 수 있도록 상술한 튜브 개방된 말단부내에 포함하고, 상술한 방법으로 수평부를 형성하는 상기 기관의 상기 튜브를 견고하게 결합시킨다. 한편, 튜브 말단부를 따라 수평부와 만남으로써 축을 회전시키고 회전하는 부재를 견고하게 한다.
상기 장치를 갖춘 열교환기 튜브 세척 시스템은 튜브를 순환하는 액체가 탄화수소 액체를 포함하는 경우에 특히 효과적인데, 탄화수소 액체가 상대적으로 많은 침전물을 야기하지만, 튜브내벽에 대한 강도 및 접착은 향상된다.
그러나, 많은 교환기에 있어서, 많은 물질을 튜브내벽에 침전시켜 오래 지속되게 하는 액체를 사용하며, 상기 액체는 내벽에 굳게 밀착한다. 특히, 물같은 통상의 액체인 경우인데, 탄산칼슘으로 구성된 물때의 침전을 야기시킨다.
상기 특허를 따라 튜브세척으로 공지된 장치와 함께 상기 특허에 의해 수행된 시험은 상기 언급한 대로이며, 튜브순환액체가 탄산염으로 가득찬 물인 경우에는 사용되지 않는다. 사실 장치를 갖춘 이동부재는 내벽상에 침전된 물때로 인해 잘 움직이지 않는 경향이 있고, 따라서, 모든 효력을 상실하게 된다. 물에 의해 회전하지 않는한 물때는 계속해서 튜브내벽상에 침전하고, 열투과특성이 매우 급격하게 약화되며 세척을 위해 정기적으로 분해해야만 한다.
따라서 상기 명세서는 순환액체가 물때를 제거할때 열교환기 튜브에 때가 묻는 것을 피하기 위해 이미 제안된 장치에 대한 변형을 기술하고 있다.
본 발명의 중요한 목적은 튜브내벽에 굳게 밀착되는 물때 또는 물질을 침전시키기 쉬운 액체가 순환하고, 세척을 위해 튜브전체를 정기적으로 분해해야 하는 열교환기에 있어서, 튜브에 때가 붇는 것을 피하기 위한 공정 및 장치를 제시하는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은 액체의 순환에 의해 튜브내부에서 회전하는 이동부재를 사용하는 형태의 공정 및 장치를 제시하는 것인데, 상기 장치는 튜브내벽에 형성된 물때 또는 침전물 때문에 튜브내벽에서 잘 움직이게 하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 열전도를 개선하는 형태의 공정 및 장치를 제시하는 것이다.
이러한 효과로 본 발명은 액체가 순환하는 튜브내벽을 연속적으로 세척하고, 상술한 액체의 도움으로 튜브내에서 회전을 계속하게 하며, 이동부재의 말단부는 튜브위에서 회전을 자유롭게 하는 연결기계에 의해 튜브의 축을 중심으로 튜브의 말단부에 걸려있다. 상기 공정은 튜브의 내벽을 벗기는, 움직이는 적어도 하나의 모서리를 포함하는 상기 이동부재를 특징으로 하며, 이동부재의 회전과정에서 동일한 방법을 사용하는데 튜브의 전횡단부를 따라서, 튜브축에서 가장 멀리 떨어진 이동부재를 형성한다.
본 발명은 액체에 의해 회전되는 것과 마찬가지로 형성되는 이동부재를 포함하며, 액체가 순환하는 튜브를 계속 세척하는 장치 및 축주위를 자유롭게 회전하는 튜브의 말단부에 이동부재의 말단부를 걸게하는 연결기계를 목적으로 하는 것인데, 상기 장치는 튜브의 내면을 벗기는 적어도 하나의 움직이는 모서리를 포함하는 이동부재내에서 특징이 되고 이동부재의 회전과정에서 동일한 방법을 사용하는 것이다. 본 발명은 튜브의 전 횡단부를 따라서 튜브축에서 가장 멀리 떨어진 이동부재를 형성한다.
본 발명은 액체에 의해 회전되는 것과 마찬가지로 형성되는 이동부재를 포함하며, 액체가 순환하는 튜브를 계속 세척하는 장치 및 축주위를 자유롭게 회전하는 튜브의 말단부에 이동부재의 말단부를 걸게하는 연결기계를 목적으로 하는 것인데, 상기 장치는 튜브의 내면을 벗기는 적어도 하나의 움직이는 모서리를 포함하는 이동부재내에서 특징이 되고 이동부재의 회전과정에서 동일한 방법을 사용하는 것이다. 본 발명은 튜브의 전 횡단부를 따라서 튜브축에서 가장 멀리 떨어진 이동부재를 형성한다.
본 명세서는 이동부재의 움직이는 모서리에 의해 튜브 내벽을 계속 벗김으로써 내벽에 물때 또는 다른 물질의 침전을 방지한다. 침전이 형성되는 경우, 액체에 의해 전도됨으로써 내벽상의 침전물을 제거한다. 튜브내에서 움직이는 모서리에 의해, 이동부재의 다각형 부분의 돌출각을 파악한다.
하기 명세서에 기술된 것처럼, 장치의 이동부재는 나선형 모양을 따라서 계속 회전하는 종단기관에 의해 바람직하게 형성될 것이며, 본 발명에 있어서, 상기 이동부재는 튜브내벽을 벗기는 방법을 사용하는 최소한 하나의 모서리를 포함하는 횡단부를 갖게된다. 이 횡단부는 다각형일 것이며, 예컨대, 삼각형, 사각형, 사다리꼴 등이다.
간단하기 때문에 사용이 용이한 형태는 나선형 모양을 따라 회전하는 얇은 금속밴드, 즉 평평한 직사각형부로 구성된다. 시판되는 바람직한 또다른 형태는 금속의 반쪽환에 의해서 형성될 수 있고, 즉 나선형 모양을 따라 회전하는 아아치 형태 또는 반회전부 형태로 형성된다.
본 발명에 의한 형태는 물론 제한적 특성을 갖는 것은 아니다.
장치의 연결기계는 하기 명세서 또는 프랑스공화국 특허 제2,612,267호에 기술된 형태이다.
상기 명세서는 또한 제시된 설명에 따른 실시예에서 나타난 것처럼 장치된 튜브 내벽상의 침전물을 방지 또는 제어할 뿐만 아니라 열교환기에 사용되는 튜브의 경우에 있어서는 열전도; 튜브에서 순환하는 액체를 움직이게 하는 운동행위; 및 열을 전도하는 내벽위에 액체 필름을 영구적인 재생을 증가시키기로 한다.
본 발명은 또한 열교환기 튜브에서 하기 정의된 공정 및 장치를 사용하기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 따른 장치는 제 1 도 및 제 2 도에 도시되어 있다.
-U자 부분에 수평부를 형성하는 기관은 바닥(3)으로부터 나오는 두개의 가지를 갖으며 돌출부(4)에 의해 연장되고, 열교환기 튜브(10)에 끼워진다.
-또 한편으로, 축(5)는 수평부(1)의 바닥(3)의 구멍(8)에 들어오는 막대(7)과 세미-반구의 측면에 대한 헤드(6)을 포함하여 막대(7)의 말단부는 갈고리 형태(9)로 구부러져 있다.
-결국, 튜브(10)에 위치한 나선형 모양의 이동부재(11)에서, 내면을 계속해서 세척하기 위해 순환하는 액체에 의해 회전되는데, 고리모양의 이동부재(11)의 말단부(12)는 막대(7)의 갈고리 형태(9)로 구부러진 부분에 걸리게 된다.
기관(1)은 또한 축(5) 및 이동부재(11)에 대한 수평부를 이루는데, 튜브(10)에서 순환하는 액체의 운동때문에 자유롭게 회전할 수 있다. 실제로, 둥근 마찰저항부(16)은 축(5)의 헤드(6)과 수평부(1)의 바닥(3)사이에 결합된다.
본 발명을 수행함에 있어서, 이동부재(11)은 직사각형부(제 3 도 및 제 4 도 참조)에서 얇은 금속밴드에 의해 형성되는데 최소한 하나의 모서리(13)이 튜브(10)의 내면부근에 영구히 놓여져서 결국 이면을 계속 세척하게 된다. 이동부재의 평평한 형태는 튜브(10) 및 그것의 모서리(13)에서 순환하는 액체에 의해 쉽게 회전되도록 하며, 상기 형태는 튜브의 축으로부터 가장 멀리 떨어져 있다. 다시 말해서, 튜브의 내벽에 가장 가까이 있으며, 또한 내벽과 매우 인접해서 규직적으로 회전하는 방법을 유도하는데, 액체의 운동 및 액체의 침식에 의해 세척된다.
제 5 도에 나타난 것처럼, 이동부재(11)은 또한 사다리꼴부를 갖을수 있는데, 튜브면에 근접한 모서리(14)는 내벽을 잘 벗겨내고, 유선형은 튜브에서 순환하는 액체로 회전을 용이하게 한다.
대신, 이동부(11)은 반쪽고리의 일부를 갖는데, 모서리(15)는 튜브내벽과 닿는다. 이러한 금속의 반쪽고리는 공업에서 유용하고, 따라서 이동부재 형태로 용이하게 사용된다.
따라서, 이동부재는 다른 형태의 나선, 예컨대 잘 알려진 프랑스공화국 특허 제,569,828호에 기술된 형태를 포함할 수 있는데, 본 발명에 의한 장치를 갖춘 튜브내벽에 영구히 인접해 있는 모서리를 나타낸다.
물론, 본 발명은 용해된 물질을 포함하는 물같은 액체가 순환하는 튜브를 계속해서 세척하는데 적용되는 것이다. 예컨대, 현탁액에 철(매우 딱딱한 침전물을 형성하는)과 같은 물질을 포함하는 물, 또는 요소염기에 액체혼합물을 포함하는 물, 그리고 탄화수소를 포함하는 물이다. 본 발명은 또한 혼합물에도 적용되는데 그 혼합물은 실제로 여러 형태가 있다.
본 명세서가 발명의 목적인 상기 장치의 기능을 상세하게 결정하는 것은 아니다. 명세서가 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 따라서, 이동부재의 회전을 제한하지 않고 튜브의 내벽은 이동부재와 튜브사이를 역동접촉시키는 움직이는 모서리 부분에 의해 제거된다. 따라서, 딱딱한 물질 물때의 침전물은 내벽에서 벗겨지고, 액체의 유동에 의해 제거되어 개선된다. 본 명세서는 상기 방법에 의해 상기 장치가 열교환기 튜브의 내부에 견고한 물질의 침전을 방지할 뿐만 아니라 열전도를 매우 향상시키는 발명을 규정하는 것이다. 다음은 본 발명의 공정 및 장치의 다른 잇점들을 나타내는 실시예이다.
실시예 1
길이 0.8m, 내직경 15mm인 튜브에서 장치의 이동부재가 2.5mm×1mm의 직사각형 부분에 속하는 튜브에 방사상 형태로 놓여지는 직사각형부의 작은 면처럼 나선형으로 규칙적으로 감긴 강철밴드의 발명에 적용된다.
나선둘레의 외부직경은 10mm이고 길이는 17mm이다.
제 2 도에 나타난 시스템의 밴드를 고정시키는 방법을 사용한다.
0.5㎥/h로 물때가 낀 튜브에서 액체가 순환하는 것과 마찬가지로, 본 발명을 이루는 세척장치가 달린 또는 없는 튜브에서 액체가 유동한다.
하기와 같은 사실을 알게되었다. 사용 3주후에 세처장치가 튜브의 내벽은 평균 약 1mm의 두께로 물때층이 발생한다.
반대로, 세척장치가 달린 내벽은 동일조건 및 동일기간후에 평균 0.2mm 이하의 두께의 물때가 낀다.
실시예 2
길이 6m, 내부직경 15mm인 튜브에 실시예 1과 동일한 특징의 이동부재를 설치한다.
1m/s의 속도로 기름제품(조명용 기름)을 튜브로 통과시킨다.
튜브의 외벽에서, 튜브에 집중된 이중 복합내에 튜브의 내벽을 통해 열냉각 액체로 열교환기에 의해 조명용 기름의 온도를 올리는 방법으로 열 냉각액체를 통과시킨다.
동일한 조건하에서, 주입(T1) 및 방출(T2)에 조명용 기름의 온도를 측정함으로써 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
-장치가 달린 튜브 T=T2-T1=31.4℃
-장치가 없는 튜브 T=T2-T1=27.8℃
이 결과는 전체적으로 19%의 열교환계수 증대에 상응한다. 그리고 약 100%의 내부 전도 계수의 증가와도 상응한다.
Claims (9)
- 액체의 도움으로 튜브내에서 회전을 계속하게 하며, 이동부재의 말단부는 튜브위에서 자유롭게 회전하는 연결기계에 의해 튜브의 축을 중심으로 튜브의 말단에 걸려있고, 상기 공정은 튜브의 내벽을 벗기는 움직이는 적어도 하나의 모서리(13)를 포함하는 상기 이동부재를 특징으로 하며, 이동부재의 회전 과정에서 동일한 방법을 사용하는데, 튜브의 전 횡단부를 따라 튜브축에서 가장 멀리 떨어진 이동부재로 구성된 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)의 내부를 계속 세척하는 방법.
- 액체에 의해 회전되는 것과 마찬가지로 형성되는 이동부재(11)를 포함하며, 연결기계(1.5)는 축 주위를 자유롭게 회전하는 튜브의 말단부에 이동부재의 말단부(12)를 걸게하고, 튜브의 내면을 벗기는 적어도 하나의 움직이는 모서리(13)을 포함하는 이동부재(11)를 구비하며, 상기 이동부재의 회전과정에서 세척공정을 수해하고 튜브의 전 횡단부를 따라서 튜브축에서 가장 멀리 떨어진 이동부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속해서 세척하는 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 이동부재(11)가 나선형 모양인 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속해서 세척하는 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이동부재(11)가 가로놓인 직사각형인 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속해서 세척하는 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 이동부재(11)가 나선형 모양으로 감겨진 얇은 금속밴드로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속해서 세척하는 장치.
- 제 5 항에 있어서, 방사상 형태로 놓여지는 횡단부의 작은면과 같은 방법으로 얇은밴드가 감기는 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속해서 세척하는 장치.
- 제 1 항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동부재(11)가 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속해서 세척하는 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동부재(11)가 반회전부 또는 회전하는 아아치 형태인 것을 특징으로 하는 액체순환튜브(10)를 계속 세척하는 장치.
- 열 교환기 튜브에 있어서, 제 2항 내지 제 8항중 어느 한 항에 의한 장치 또는 제 1항에 의한 방법의 이용방법
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