KR100517840B1 - 열교환기용 튜브 오리피스 장치 - Google Patents

열교환기용 튜브 오리피스 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열교환기의 튜브에 장착되어 튜브로 유입되는 유량을 조절할 수 있는 열교환기용 튜브 오리피스 장치에 관한 것으로서, 튜브씨트(53)에 고정된 튜브(51)의 내주면에 압착 고정되는 슬리브(31)와, 상기 슬리브(31)의 내주면에 형성된 나선에 체결되도록 외주면에 나선이 형성된 오리피스관(41)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기용 튜브 오리피스 장치{Tube orifice device for heat exchanger}
본 발명은 열교환기의 튜브에 장착되어 튜브로 유입되는 유량을 조절할 수 있는 열교환기용 튜브 오리피스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬리브의끝단이 오리피스관에 의해 벌려져 튜브에 압착 고정되는 열교환기용 튜브 오리피스 장치에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 쉘-튜브 열교환기는 튜브 다발(3)이 내장된 쉘(5)과 상기 튜브다발(3)로 고온의 유체를 공급하기 위한 헤드(11)가 서로 연결되어, 상기 헤드(11)의 제 1 챔버(13)로 유입된 고온의 유체가 튜브다발(3)을 통해 제 2 챔버(15)로 배출되고, 상기 제 2 챔버(15)에서 배출구(17)를 통해 외부로 배출되는 한편, 쉘(5)의 유입구(9)를 통해 유입된 저온의 유체가 튜브다발(3)을 통과하는 고온의 유체와 열교환된 후 배출구(7)를 통해 배출된다.
상기 튜브다발(3 ; 도 2 참조)의 튜브(3')는 "U" 형상 및 이와 사용이 동일한 것으로 어느 한 단부로 고온의 유체가 유입되며, 고온의 유체가 튜브를 통과하는 동안 저온의 유체와 열교환되고, 열교환되어 온도가 낮아진 유체가 타단을 통해 제 2 챔버로 배출된다.
상기와 같은 종래의 열교환기는 튜브의 고온유체 유입구가 헤드의 챔버에 직접 노출되어 튜브로 유입되는 고온 유체의 유량을 조절할 수 없어 유체가 다수의 튜브에 고르게 공급되지 않고 부분적으로 어느 몇 개의 튜브로 편중되므로서 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 각각의 튜브로 일정하게 유입되도록 하므로서 고온 유체가 각각의 튜브로 일정하게 분산되어 유입될 수 있도록 하며, 슬리브에 장착되는 오리피스관을 다른 내경의 오리피스관으로 교체하므로서 각각의 튜브로 유입되는 유량을 조절할 수 있는 열교환기용 튜브 오리피스 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 오리피스 장치의 일례는 튜브씨트에 고정된 튜브의 내주면에 압착 고정되는 슬리브와, 상기 슬리브의 내주면에 형성된 나선에 체결되도록 외주면에 나선이 형성된 오리피스관으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬리브는 육각형태의 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 형성되는 자루부로 구성되며, 상기 자루부의 외주면에 형성된 나선부가 십자형태로 절개되고, 오리피스관이 끼워지는 장착구멍에 나선이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 자루부는 나선부의 끝단으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 테이터 형상이므로 장착구멍에서의 내경보다 나선부의 끝단에서의 내경이 상대적으로 작은 것을 특징으로 한다.
상기 오리피스관은 육각랜치 구멍이 형성된 헤드부와, 상기 헤드부에서 연장되는 생크부로 구성되며, 헤드부와 생크부를 관통하는 오리피스 구멍이 형성되고, 상기 생크부의 외주면이 슬리브의 자루부 내주면에 대응되도록 테이퍼져 있어 끝단으로 갈수록 외경이 작아지는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 오리피스 장치(30)는 튜브(51)의 일단에 장착되어 튜브로 유입되는 유체의 유량을 일정하게 조절하는 장치로써, 튜브씨트 오버레이 페이스(53 : tube-sheet)에 고정된 튜브(51)의 내주면에 압착 고정되는 슬리브(31)와, 상기 슬리브(31)의 내주면에 형성된 나선에 체결되도록 외주면에 나선이 형성된 오리피스관(41)으로 구성된다.
도 4를 참조하면, 상기 슬리브(31)는 육각형태의 헤드부(32)와, 상기 헤드부에 일체로 형성되는 자루부(33)로 구성되며, 상기 자루부(33)의 외주면에 형성된 나선부(34)가 십자형태로 절개되고, 오리피스관(41)이 끼워지는 장착구멍(35)에 나선이 형성된다.
상기 헤드부(32)는 육각 형태로 형성되어 도 5에 도시된 바와같이 측면이 서로 밀착되어 서로 지지되기 때문에 오리피스관(41)이 슬리브의 장착구멍(35)에 끼워지도록 오리피스관(41)을 돌려도 슬리브(31)가 회전하지 않게 된다.
상기 자루부(33)는, 도 3에 도시된 바와같이, 나선부(34)의 끝단으로 갈수록 두께가 두꺼워지므로서 장착구멍(35)에서의 내경(a)보다 나선부(34)의 끝단에서의 내경(b)이 상대적으로 작다.
상기 오리피스관(41)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 육각랜치 구멍 (43)이 형성된 헤드부(42)와, 상기 헤드부(42)에서 연장되는 생크부(44)로 구성되며, 헤드부(42)와 생크부(44)를 관통하는 오리피스 구멍(45)이 형성되고, 상기 생크부(44)의 외주면이 슬리브(31)의 자루부(33) 내주면에 대응되도록 테이퍼져 있어 끝단으로 갈수록 외경이 작아진다.
이것에 의해, 슬리브(31)의 장착구멍(35)으로 오리피스관(41)을 장착한 후, 상기 오리피스관(41)을 돌려 오리피스관(41)의 생크부(44) 끝단을 슬리부(31)의 자루부(33) 끝단으로 전진시킬수록 상기 슬리브(31)의 자루부(33)가 벌려져 상기 슬리브(31)가 튜브(51)에 완전히 압착 고정된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 오리피스 장치(30)는 고온의 유체가 튜브다발을 이루는 각각의 튜브(51)로 일정하게 유입되도록 하므로서 고온 유체가 각각의 튜브로 일정하게 분산되어 유입될 수 있도록 하며, 각각의 튜브로 유입되는 유량을 조절하고자 할 경우 슬리브(31)에 장착되는 오리피스관 (41)을 다른 내경의 오리피스관으로 교체할 수 있다. 또한, 오리피스관(41)을 슬리브(31)에 체결할 때 슬리브(31)의 육각 헤드부(42)가 서로 밀착되어 배치되기 때문에 슬리브(31)가 움직이지 않게 된다.
위에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 오리피스 장치는 오리피스관 자체 성질에 의해 유체의 유량이 각각의 튜브로 일정하게 유입되게 하므로서 유체를 각각의 튜브로 고르게 분산시킬 수 있어 열교환 효율을 높일 수 있으며, 각각의 튜브로 유입되는 유량을 조절하고자 할 경우 서로 다른 내경의 오리피스관 교체만으로 소정의 목적을 용이하게 달성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 고안은 오리피스관이 마모되거나 막혔을 때 문제가 발생한 오리피스관만을 교체할 수 있어 보수교체가 용이한 효과가 있다.
도 1은 일반적인 쉘-튜브 열교환기를 도시한 측단면도
도 2는 튜브다발을 도시한 도 1의 A-A선에 따른 개략 단면도
도 3은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 오리피스 장치가 열교환기에 장착된 상태를 도시한 단면도
도 3는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 오리피스 장치를 도시한 분해 사시도
*도면의 주요부분에 대한 부호설명*
31 : 슬리브 32 : 헤드부
33 : 자루부 41 : 오리피스관

Claims (4)

  1. 튜브씨트(53)에 고정된 튜브(51)의 내주면에 압착 고정되는 슬리브(31)와, 상기 슬리브(31)의 내주면에 형성된 나선에 체결되도록 외주면에 나선이 형성된 오리피스관(41)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 오리피스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브(31)는 육각형태의 헤드부(32)와, 상기 헤드부에 일체로 형성되는 자루부(33)로 구성되며, 상기 자루부(33)의 외주면에 형성된 나선부(34)가 십자형태로 절개되고, 오리피스관(41)이 끼워지는 장착구멍(35)에 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 오리피스 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자루부(33)는 나선부(34)의 끝단으로 갈수록 두께가 두꺼워지므로서 장착구멍(35)에서의 내경(a)보다 나선부(34)의 끝단에서의 내경(b)이 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 오리피스 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오리피스관(41)은 육각랜치 구멍(43)이 형성된 헤드부(42)와, 상기 헤드부(42)에서 연장되는 생크부(44)로 구성되며, 헤드부(42)와 생크부(44)를 관통하는 오리피스 구멍(45)이 형성되고, 상기 생크부(44)의 외주면이 슬리브(31)의 자루부(33) 내주면에 대응되도록 테이퍼져 있어 끝단으로 갈수록 외경이 작아지는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 오리피스 장치.
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