KR100308881B1 - Method of Coating Fluoride Resin with Tubes and Assembling Structure Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전열관에 불소수지를 코팅하는 방법 및 그 전열관의 조립구조에 관한 것이다. 종래의 보일러의 경우 연료중에 포함된 유황성분이 연소할 때 이산화황(SO2)가스를 발생하고 이것이 잔존산소와 반응하여 삼산화황(SO3)으로 되어 노점 보다 낮은 온도의 금속면에 접하면 부식성이 강한 산성수용액(H2SO4: 황산)을 형성하여 200℃ 이하에서 심한 저온부식을 일으킨다. 그러나 본 발명은 일반 강관을 사용한 전열관에 내식성이 우수한 불소수지를 코팅하여 내식특성을 갖게함으로써 저온의 배기가스에 따른 관부식을 억제함으로써 저온 폐열의 회수가 가능하여 에너지 절약이 가능하고, 금속재 전열관을 사용하는 것보다 수명이 길어 운용비를 절감할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 불소수지 코팅 전열관을 나사산이 가공된 전열관에 불소수지코팅을 한 후 공기입구측 경판과, 공기출구측 경판에 개재시키는 한편 그 양단을 너트 체결하는 방식으로 구성함으로써 제작이 간단하고 전열관의 교체가 용이하도록 한다.The present invention relates to a method of coating a fluorine resin on a heat pipe and an assembly structure of the heat pipe. Conventional boilers generate sulfur dioxide (SO 2 ) gas when the sulfur content in fuel burns, which reacts with residual oxygen to form sulfur trioxide (SO 3 ), which is highly corrosive when contacted with metal surfaces below the dew point. Acidic aqueous solution (H 2 SO 4 : sulfuric acid) is formed, causing severe cold corrosion below 200 ℃. However, in the present invention, by coating a fluorine resin having excellent corrosion resistance on a heat pipe using a general steel pipe to have corrosion resistance, it is possible to save energy by recovering waste heat at low temperature by suppressing pipe corrosion due to low temperature exhaust gas, and a metal heat pipe Longer lifespan than used, reducing operating costs. In addition, the present invention is simple to manufacture by fluorine resin coated heat transfer pipe is coated in the air inlet side plate and the air outlet side plate after the fluorine resin coating on the heat transfer tube processed by the screw thread while the nut is fastened at both ends. Make it easy to replace the heat pipe.
Description
본 발명은 전열관에 불소수지를 코팅하는 방법 및 그 전열관의 조립구조에 관한 것이다. 종래의 보일러의 경우 연료중에 포함된 유황성분이 연소할 때 이산화황(SO2)가스를 발생하고 이것이 잔존산소와 반응하여 삼산화황(SO3)으로 되어 수증기가 응축되는 온도보다 낮은 온도의 금속면에 접하면 부식성이 강한 산성수용액 (H2SO4: 황산)을 형성하여 200℃ 이하에서 극심한 저온 부식을 일으킨다. 따라서 보일러 배기가스 출구측 금속소지를 저온부식으로부터 보호하기 위하여 배기가스의 온도를 250℃ 이상으로 하여 배출시키지만 금속재 전열관을 사용한 열교환기로는 수명이 짧기 때문에 효과적인 폐열회수가 곤란한 실정이다. 또한 종래 전열관은 그 조립구성이 복잡할 뿐만 아니라 용접 등으로 구성됨으로써 제작이 번거롭고 특히 전열관의 교체가 쉽지 않다.The present invention relates to a method of coating a fluorine resin on a heat pipe and an assembly structure of the heat pipe. Conventional boilers generate sulfur dioxide (SO 2 ) gas when the sulfur content in the fuel burns, which reacts with the remaining oxygen to form sulfur trioxide (SO 3 ), which is in contact with the metal surface below the temperature at which water vapor condenses. If it forms a highly corrosive acidic solution (H 2 SO 4 : sulfuric acid), it causes extreme low temperature corrosion below 200 ℃. Therefore, in order to protect the boiler exhaust gas outlet metal from low temperature corrosion, the exhaust gas is discharged at a temperature of 250 ° C. or higher, but a heat exchanger using a metal heat exchanger tube has a short lifespan, so that effective waste heat recovery is difficult. In addition, the conventional heat pipe is not only complicated assembling configuration, but also made of welding, etc., the manufacturing is cumbersome, especially the replacement of the heat pipe is not easy.
본 발명과 관련된 종래기술로는 특허출원 제 96-19850호 '텐터기 배기가스 폐열회수용 열교환기'가 있으나 이는 주로 전열관 배열사이에 정기적으로 물을 공급하여 물유동층을 형성함으로써 전열관의 표면에 생성된 오염물질의 축적물을 세척하는 것에 관한 것이고, 특허출원 제 80-3656호 '열교환기의 전열관 내면 방식용 피복조성물'은 피막형성액상 조성물에 아미노 알콕시실란 화합물을 첨가함으로써 열교환기의 전열기로 사용하는 합금판의 내면에 부식을 방지하기 위한 피복 조성물에 관한 것으로 본 발명과는 기술적 구성을 달리한다. 또한 일반 금속재 전열관을 용접 혹은 확관 등의 작업을 통하여 제작된 열교환기 등이 있으나 연소가스중에 포함된 부식성 가스에 의한 부식이 일어나 전열관의 수명이 짧은 문제점이 있다.The prior art related to the present invention is Patent Application No. 96-19850, 'Tenter Exhaust Gas Waste Heat Recovery Heat Exchanger,' but this is mainly generated on the surface of the heat exchanger tube by regularly supplying water between heat exchanger tube arrays. The present invention relates to washing the accumulated accumulation of contaminants. Patent application No. 80-3656, 'Coating composition for inner surface of heat exchanger tube of heat exchanger', is used as a heat exchanger heater by adding an amino alkoxysilane compound to the film-forming liquid composition. It relates to a coating composition for preventing corrosion on the inner surface of the alloy plate to be different from the technical configuration of the present invention. In addition, there is a heat exchanger produced by welding or expanding the general metal heat transfer pipe, but there is a problem that the life of the heat transfer tube is short due to corrosion by the corrosive gas contained in the combustion gas.
본 발명은 조립식 열교환기에 있어서 내식성이 우수한 불소수지를 전열관에 코팅함으로써 종래의 전열관에 발생하는 저온부식을 방지할 수 있도록 한다. 그리고 전열관의 양쪽에 나사산을 형성하여 너트(nut)로 간단하게 조립되도록 함으로써 제작이 간단하고 전열관의 교체를 용이하게 하는 것을 기술적 과제로 삼는다.The present invention is to prevent the low-temperature corrosion generated in the conventional heat exchanger tube by coating the fluorine resin having excellent corrosion resistance in the heat exchanger tube in the prefabricated heat exchanger. And it is a technical problem that the production is simple and easy replacement of the heat pipe by forming a screw thread on both sides of the heat pipe to be easily assembled with a nut (nut).
도 1은 전열관에 불소수지를 코팅하는 단계를 나타낸 공정도1 is a process chart showing the step of coating the fluorine resin on the heat transfer tube
도 2는 불소수지를 코팅한 전열관의 열교환기를 나타낸 일부 단면도2 is a partial cross-sectional view showing a heat exchanger of a heat pipe coated with a fluorocarbon resin
도 3은 케이싱의 전열관 조립구조를 나타낸 일부 절개 단면도3 is a partial cutaway cross-sectional view showing a heat pipe assembly structure of the casing.
도 4는 전열관을 조립하기 위한 케이싱의 구조도4 is a structural diagram of a casing for assembling a heat pipe;
＜ 도면의 주요부분에 대한부호의 설명 ＞<Description of Reference Codes for Main Parts of Drawings>
1: 공기입구측 경판 2: 공기출구측 경판 3: 불소수지 코팅 전열관1: Air inlet side plate 2: Air outlet side plate 3: Fluorine resin coated heat pipe
4: 불소수지 코팅층 6: 실링제 7: 입구측 너트4: Fluororesin coating layer 6: Sealing agent 7: Inlet nut
8: 실링제 9: 출구측 너트 10: 케이싱8: sealant 9: outlet nut 10: casing
11: 전열관 삽입공11: tube insertion hole
본 발명은 전열관에 불소수지를 코팅하는 공정과 불소수지가 코팅된 전열관을 열교환기에 조립하는 공정으로 구성되며 이들에 대한 설명은 다음과 같다.The present invention comprises a process of coating a heat transfer tube with a fluorine resin and a process of assembling a heat transfer tube coated with a fluorine resin in a heat exchanger.
* 전열관에 불소수지를 코팅하는 공정* Process of coating fluorine resin on heat pipe
도 1에 나타난 바와 같이 전열관 표면에 불순물, 기름, 녹과 같은 이물질을 제거하는 전처리를 하고 80 메쉬(mesh)의 Al2O3연마석을 노즐압력 3kg/cm2으로 전열관 표면에 분사하여 샌딩(sanding)한 후 하도도장은 카본 10%, TiO210%, 액상 PFA(per fluoro alkoxy: 듀폰사 제품) 40%, 톨루엔 5%, 분산제(Priton X-100, Rohn& Hans, 독일) 5%, 폴리이미드(Polyimid), 폴리에틸렌설파이드(Polyethylene Sulfid, PES) 또는 폴리프로필렌설파이드(Polypropylene Sulfid, PPS)와 같은 접착제 20%, 증류수 10%를 혼합하여 스프레이 혹은 정전도장한 후 400℃에서 1시간 동안 소성한다. 중도도장은 카본 10%, TiO25%, 액상 PFA 50%, 톨루엔 5%, 분산제(Priton X-100) 5%, 증류수 20%, 진주조개의 껍질을 미세하게 분말상태로 한 실버(MEARL사 제품, 독일) 5%를 혼합하여 스프레이 혹은 정전도장한 후 340∼350℃에서 1시간 동안 소성한다. 상도도장은 분말상 PFA 22g과 코팅면의 평활을 유지시키고 핀홀의 발생을 억제하는 역할을 하는 특수첨가제인 No 22 paint additive(Daw coning 제품) 1g을 혼합하여 스프레이 혹은 정전도장한 후 340∼350℃에서 소성하며 이때의 유지시간은 전열관에 불소수지 코팅면을 매끄럽게 하기 위하여 4∼5시간 동안 행한다. 이러한 상도도장이 끝나면 핀홀검사기(Pinhole Tester)를 이용하여 핀홀의 발생여부를 검사하며 만약 핀홀 발생이 체킹되면 핀홀 발생부위에만 다시 상도도장을 한다As shown in Figure 1, the pretreatment to remove foreign substances such as impurities, oil, rust on the surface of the heat transfer pipe and Al of 80 mesh (mesh)2O3Grinding Stone Nozzle Pressure 3kg / cm2After sanding by spraying on the surface of the heat pipe, the undercoat is carbon 10%, TiO210%, liquid PFA (per fluoro alkoxy, manufactured by DuPont) 40%, toluene 5%, dispersant (Priton X-100, Rohn & Hans, Germany) 5%, polyimid, polyethylene sulfide (PES) Or adhesives such as Polypropylene Sulfid (PPS) 20% and 10% distilled water are mixed and sprayed or electrostatically coated and then fired at 400 ° C. for 1 hour. Medium coating is 10% carbon, TiO25%, liquid PFA 50%, toluene 5%, dispersant (Priton X-100) 5%, 20% of distilled water, 5% of silver (MEARL, Germany) finely powdered shells of pearl shells are mixed and then fired or electrostatically coated and fired at 340 to 350 ° C. for 1 hour. Top coat 22 g of powdered PFA and 1 g of No 22 paint additive (Daw coning), a special additive that maintains the smoothness of the coated surface and suppresses the generation of pinholes, are mixed and sprayed or electrostatically coated and then fired at 340-350 ° C. The holding time of is carried out for 4 to 5 hours to smooth the surface of the fluororesin coating on the heat transfer tube. After the top coat finishes, the pinhole tester (Pinhole Tester) is used to check the occurrence of pinholes.
* 불소수지 코팅 전열관을 열교환기에 조립하는 공정* Process of assembling fluorine resin coated heat pipe to heat exchanger
불소수지 코팅 전열관(3)을 이용한 열교환기의 조립공정은 도 2, 도 3, 도 4와 같이 공기입구측의 경판(1)에는 불소수지 코팅 전열관(3)과 너트체결이 가능하도록 홈을 파내고, 공기출구측 경판(2)은 불소수지 코팅 전열관(3)이 들어갈 정도로 가공하여 홈을 낸다. 공기입구측 경판(1)의 너트(7)는 공기입구측의 경판(1) 내에 체결해야 하므로 공기입구측의 경판(1)의 두께는 10∼15mm로 하고 공기 출구측 경판(2)의 두께는 6∼10mm으로 하여 공기입구측 경판(1)이 공기출구측 경판(2) 보다 두껍게 한다. 불소수지를 코팅한 전열관(3) 열교환기에 조립과정은 도 4와 같이 공기입구측 경판(1)과 공기출구측 경판(2)을 고정시키기 위하여 ㄱ 형강을 사용하여 경판(1)(2)과 용접시키고 공기입구측 경판(1)과 공기출구측 경판(2)의 전열관 삽입공(11)이 일직선상에 있어 전열관(3)을 개재할 수 있는 구조의 케이싱(10)을 구비하고 불소수지를 코팅한 전열관(3)을 공기입구측 경판(1)으로부터 공기출구측 경판(2)으로 개재하고 석면 또는 테프론(Teflon) 재료의 실링재(8)를 공기출구측 경판(2)에 밀봉한 후 전열관(3)에 형성된 나사산(도면 중 미도시됨)에 너트(9)를 체결한다. 이후 다시 공기입구측 경판(1)의 홈에 실링재(6)를 밀봉하고, 전열관(3)에 형성된 나사산(도면 중 미도시됨)에 너트(7)를 체결한다.In the heat exchanger assembling process using the fluorine resin coated heat pipe (3), as shown in Figs. 2, 3 and 4, the hard plate (1) on the air inlet side is provided with a groove so that the nut can be connected with the fluorine resin coated heat pipe (3). The inside of the air outlet side hard plate 2 is processed to the extent that the fluorine resin coated heat transfer tube 3 enters and the groove is formed. The nut 7 of the air inlet side plate 1 must be fastened in the air inlet side plate 1 so that the thickness of the air inlet side plate 10 is 10 to 15 mm and the thickness of the air outlet side plate 2 is Is 6 to 10 mm so that the air inlet side plate 1 is thicker than the air outlet side plate 2. The assembling process in the heat exchanger tube (3) heat exchanger coated with fluorine resin is performed by using a-beam to fix the air inlet side plate (1) and the air outlet side plate (2) as shown in FIG. It is welded and the casing 10 of the structure which can interpose the heat exchanger tube 3 with the heat-transfer tube insertion hole 11 of the air inlet side plate 1 and the air outlet side plate 2 is in a straight line, and has a fluorine resin. The coated heat transfer tube 3 is interposed from the air inlet side plate 1 to the air outlet side plate 2 and the sealing material 8 of asbestos or Teflon material is sealed to the air outlet side plate 2 The nut 9 is fastened to the thread (not shown) formed in (3). After that, the sealing member 6 is sealed in the groove of the air inlet side hard plate 1, and the nut 7 is fastened to a screw thread (not shown in the drawing) formed in the heat transfer tube 3.
이와 같은 과정을 열교환기에 사용하는 모든 전열관에 대하여 실시한 후 단열재를 부착하면 전열관의 조립공정은 완료하게 된다.After this process is carried out for all the heat pipes used in the heat exchanger and the insulation is attached, the assembly process of the heat pipes is completed.
이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by the following examples. However, these do not limit the technical scope of the present invention.
＜ 실시예 1 ＞ 전열관에 불소수지를 코팅하는 공정<Example 1> Process of Coating Fluorine Resin on Heat Transfer Tube
전열관은 외경이 39mm인 구조용 강관(SS41)을 사용하고 전열관 표면에 불순물, 기름, 녹과 같은 이물질을 제거하는 전처리를 하고 80 메쉬(mesh)의 Al2O3연마석을 노즐압력 3kg/cm2으로 전열관 표면에 분사하여 샌딩(sanding)한 후 하도도장은 카본 10%, TiO210%, 액상 PFA(per fluoro alkoxy: 듀폰사 제품) 40%, 톨루엔 5%, 분산제(Priton X-100, Rohn & Hans, 독일) 5%, 폴리이미드(Polyimid) 접착제 20%, 증류수 10%를 혼합하여 스프레이하고 400℃에서 1시간 동안 소성한다. 중도도장은 카본 10%, TiO25%, 액상 PFA 50%, 톨루엔 5%, 분산제(Priton X-100) 5%, 증류수 20%, 진주조개의 껍질을 미세한 분말상태로 한 실버(MEARL사 제품, 독일) 5%를 혼합하여 스프레이하고 345℃에서 1시간 동안 소성한다. 상도도장은 분말상 PFA 22g과 특수첨가제인 No 22 paint additive(Daw coning 제품) 1g을 혼합하여 스프레이하고 345℃에서 4.5시간 동안 소성한다.Heat transfer pipe uses structural steel pipe (SS41) with an outer diameter of 39mm, pretreatment to remove foreign substances such as impurities, oil, rust on the surface of heat transfer pipe, and 80 mesh Al2O3Grinding Stone Nozzle Pressure 3kg / cm2After sanding by spraying on the surface of the heat pipe, the undercoat is carbon 10%, TiO210%, liquid PFA (per fluoro alkoxy, manufactured by DuPont) 40%, toluene 5%, dispersant (Priton X-100, Rohn & Hans, Germany) 5%, polyimid adhesive 20%, 10% distilled water is mixed and sprayed and calcined at 400 ° C for 1 hour. Medium coating is 10% carbon, TiO25%, liquid PFA 50%, toluene 5%, dispersant (Priton X-100) 5%, distilled water 20%, 5% of silver (MEARL, Germany) powdered pearl shells are mixed and sprayed and fired at 345 ° C for 1 hour. Top coat 22 g of powdered PFA and 1 g of No 22 paint additive (Daw coning), a special additive, are mixed and sprayed and fired at 345 ° C. for 4.5 hours.
< 실시예 2 > 불소수지 코팅 전열관을 열교환기에 조립하는 공정Example 2 Process of Assembling Fluorine Resin Coating Tube
상기 실시예 1의 방법으로 불소수지 코팅이 완료된 전열관을 열교환기에 조립하는 공정은 다음과 같다.The process of assembling the heat exchanger tube in which the fluorine resin coating is completed by the method of Example 1 is as follows.
공기입구측의 경판(1)에는 불소수지 코팅 전열관(3)과 너트체결이 가능하도록 홈을 파내고, 공기출구측 경판(2)은 불소수지 코팅 전열관(3)이 들어갈 정도로 가공하여 홈을 낸다. 공기입구측 경판(1)의 너트(7)는 공기입구측의 경판(1) 내에 체결해야 하므로 공기입구측의 경판(1)의 두께는 13mm로 하고 공기 출구측 경판(2)의 두께는 8mm으로 하여 공기입구측 경판(1)이 공기출구측 경판(2) 보다 두껍게 한다. 또한 실링재(6)(8)는 테프론 재료를 사용한다. 불소수지가 코팅된 전열관(3)을열교환기에 조립하는 과정은 다음과 같다.The hard plate 1 on the air inlet side is dug to allow the fluororesin coated heat transfer tube 3 and nut to be fastened, and the air outlet side hard plate 2 is processed to the extent that the fluorine resin coated heat transfer tube 3 enters the groove. . Since the nut 7 of the air inlet side plate 1 must be fastened in the air inlet side plate 1, the thickness of the air inlet side plate 1 is 13 mm and the air outlet side plate 2 is 8 mm thick. Thus, the air inlet side hard plate 1 is made thicker than the air outlet side hard plate 2. In addition, the sealing materials 6 and 8 use Teflon material. The process of assembling the fluorine resin-coated heat transfer tube 3 to the heat exchanger is as follows.
공기입구측 경판(1)과 공기출구측 경판(2)의 전열관 삽입공(11)이 일치하도록 도 4와 같은 케이싱(10)을 구비하고 불소수지코팅 전열관(3)을 공기입구측 경판 (1)으로부터 공기출구측 경판(2)에 개재하고 테프론 재료의 실링재(8)를 밀봉한 후 불소수지 코팅 전열관(3)의 출구측에 형성된 나사산을 출구측 너트(9)로 체결한다. 이후 다시 공기입구측 경판(1)의 홈에 테프론 재료의 실링재(6)를 밀봉하고 불소수지코팅 전열관(3)의 입구측에 형성된 나사산을 입구측 너트(7)를 체결한다.The casing 10 as shown in FIG. 4 is provided so that the air inlet side plate 1 and the heat outlet side plate 2 of the air outlet side plate 2 coincide with each other, and the fluorine resin coated heat transfer tube 3 is provided in the air inlet side plate (1). The sealing member 8 of the Teflon material is sealed to the air outlet side hard plate 2, and then the thread formed on the outlet side of the fluororesin coated heat transfer tube 3 is fastened with an outlet nut 9. Thereafter, the sealing member 6 of the Teflon material is sealed in the groove of the air inlet side hard disk 1, and the inlet nut 7 is fastened to the thread formed on the inlet side of the fluorocarbon resin coating tube 3.
이와 같은 과정을 열교환기에 사용하는 모든 전열관에 대하여 실시한 후 단열재를 부착하여 공정을 완료하였다.This process was carried out for all heat pipes used in the heat exchanger, and then the insulation was attached to complete the process.
본 발명은 우수한 내식특성을 갖는 불소수지를 전열관 표면에 코팅하고 이것을 열교환기에 사용함에 있어서 저온에서의 전열관 부식의 억제 및 저온 폐열의 회수를 용이하게 하여 에너지 절약이 가능하고, 금속재 전열관을 사용하는 것보다 수명이 길어 운용비를 절감할 수 있다. 또한 경판의 전열관 삽입공을 통한 전열관 양단의 나사결합 수단으로 조립하여 조립이 간편하고 일부 전열관의 파손시 전열관에 조립된 너트를 풀어 전열관을 교환함으로써 쉽게 전열관의 교체가 가능하다.According to the present invention, when the fluorine resin having excellent corrosion resistance is coated on the surface of a heat exchanger tube and used in a heat exchanger, energy saving is possible by facilitating suppression of corrosion of the heat exchanger tube at low temperature and recovery of waste heat at low temperature, and using a metal heat exchanger tube. Longer lifespan reduces operating costs. In addition, it is easy to assemble by screwing means of both ends of the heat pipe through the heat pipe insertion hole of the hard plate, and the heat pipe can be easily replaced by replacing the heat pipe by loosening the nut assembled on the heat pipe.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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