KR100567194B1

KR100567194B1 - 불소수지재형 열교환기 제조방법

Info

Publication number: KR100567194B1
Application number: KR1020050120564A
Authority: KR
Inventors: 신천호; 우창구; 안성익
Original assignee: 주식회사 신안테크
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-04-03

Abstract

불소수지재로 형성된 튜브관과 슬리브를 용착하여 제작되어 지는 열교환기를 제작하는 방법에 관한 것으로, 사용자가 원하는 지름의 슬리브에 튜브다발을 정리하여 벌집 모양으로 삽입하고, 용착하고자 하는 일측을 정렬하는 튜브다발 삽입정렬단계와 상기 튜브다발이 삽입된 슬리브를 금형에 장착하고, 금형상단에 형성된 간극과 금형에 삽입되지 않은 튜브다발의 타측을 제2 진공부의 호스와 실리콘을 이용하여 실링한 후, 밴드히터와 히터의 온도를 385 ∼ 395℃로 예열하는 단계와 상기 금형상단의 제1 진공부를 이용하여 튜브다발의 외측의 공기를 6 ∼ 7kgf/cm²로 흡입하고, 이와 동시에 튜브다발 내측으로도 공기를 흡입하되 상기 튜브다발 외측의 흡입량보다 적은 3 ∼ 4kgf/cm²의 압력으로 흡입하여 튜브다발의 내외측의 압력차를 형성하는 단계와 상기 금형에 장착된 튜브다발이 삽입된 슬리브의 외측을 밴드히터와 열매체를 이용하여, 일정한 온도로 균일하게 가열하는 슬리브 측면 가열단계와 상기 튜브다발이 삽입된 슬리브의 하측으로부터 히터의 열로 열매체를 기화시켜 튜브다발의 내측을 10 ∼ 12분 동안 가열하는 단계와 와 상기 밴드히터와 히터의 열을 200℃이하로 낮추어 풀림 처리 실시후에 냉각하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있는 불소수지재형 열교환기 제조방법을 제공한다.

본 발명의 불소수지재형 열교환기 제조방법은 용접성이 뛰어난 변성 PTFE(TFM 1600 : PTFA＋PFA)로 제작된 슬리브와 PFA로 제작된 튜브다발관을 이용하 여 용착을 하여, 냉각시 수축률 차이로 인한 헤드부분의 탈락현상이 일어나지 않아 불량률을 줄일 수 있으며, 밴드히터와 히터를 동시에 가동하면서 작업이 이루어지므로 가용착을 실시하지 않아도 용착이 가능하여 작업공정을 단축할 수 있으며, 또한 슬리브 외측으로 밴드히터를 이용하여 열을 발생하여 일정한 온도를 유지시키면서 용착작업이 이루어져 이 또한 불량률을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

불소수지재, 열교환기

Description

불소수지재형 열교환기 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING TEFLON TYPE - HEAT EXCHANGING }

도 1은 종래의 불소수지재 열교환기 제조장치를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 열소수지재형 열교환기 제조장치를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 튜브 2 : 슬리브

3 : 열매체 4 : 밴드히터

5 : 히터 6 : 제1 용기

7 : 제2 용기 8 : 호스

9 : 실리콘 10 : 제1 진공부

본 발명은 불소수재로 제작되는 열교환기의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 불소수지재의 열교환기의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 불소수지재의 열교환기 장치를 나타낸 것으로 이를 참조하여 설명하면, 우선 PTFE제 슬리브(11)의 내측에 복수개의 PFA제 튜브(12)로 된 튜브(12)다발을 삽입 후 금형의 상단과 튜브(12)의 간극을 실링재(15)를 이용하여 밀봉시킨다.

그런 후 상기 슬리브(11)가 안착되는 금형의 외측에 형성된 챔버(16)에 삽입된 열매체(14-1)를 350℃로 가열하고, 가열된 열매체(14-1)는 순환펌프를 이용하여 순환시킨다.

또한 상기 금형 하부에 배치된 가열조(17)에 형성된 열매체(14-2)의 온도를 337℃로 설정해 놓는다.

그런 후 열매체(14-1)를 통해 PTFE제 슬리브(11)가 충분히 팽창할 때까지 기다린 후, 진공흡입구(13)를 통하여 진공을 가함으로써 개별튜브(12)의 외부의 압력이 튜브(12)내부의 압력보다 낮아지도록 압력차를 주어 튜브(12)를 팽창시키면서 가용착을 한다.

상기 가용착 작업 후 슬리브(11)와 튜브(12)다발을 금형과 함께 가열조(17)의 열매체(14-2)에 침지시켜 제품을 완성한다.

또한 완성된 제품은 상온에서 압축공기(5kgf/cm²)를 이용하여 1분간 냉각하여 튜브(12)다발을 급랭시킴으로써 작업이 완료된다.

하지만 상기와 같이 열매체(14-1)를 순환펌프를 이용하여 순환시키면서 진공흡입구(13)를 이용하여 진공을 형성하면서 가용착을 하였을 경우, 순환되는 열매체 (14-1)가 일정한 온도를 형성하지 못하고 순환되어 슬리브(12) 외측에 가하여 지는 열이 일정치 않아 튜브(12)다발과 슬리브(11) 사이의 용착이 미흡하여 튜브(12)다발이 슬리브(11)로 부터 탈락되는 현상이 발생되었으며, 특히 슬리브(11) 외측으로 전달되는 열만을 이용한 상기 가용착 방법으로는 튜브(12)와 튜브(12) 사이와 튜브(12)와 슬리브(11) 사이의 용착을 촉진시키는 데 문제점이 있었다.

또한 PTFE 소재의 슬리브(11)와 PFA 소재의 튜브(12)를 급냉시킬 경우, 서로다른 수축률에 의해 슬리브(11)와 튜브(12)가 탈락되는 현상이 발생되어 불량율을 높이는 문제점으로 제기 되었다.

본 발명은 용접성이 뛰어난 변성 PTFE(TFM 1600 : PTFA＋PFA)로 제작된 슬리브와 PFA로 제작된 튜브다발관을 이용하여 용착을 하여, 냉각시 수축률 차이로 인한 헤드부분의 탈락현상이 일어나지 않아 불량률을 줄일 수 있으며, 밴드히터와 히터를 동시에 가동하면서 작업이 이루어지므로 가용착을 실시하지 않아도 용착이 가능하여 작업공정을 단축할 수 있으며, 또한 슬리브 외측으로 밴드히터를 이용하여 열을 발생하여 일정한 온도를 유지시키면서 용착작업이 이루어져 이 또한 불량률을 줄일 수 있는 불소수지재형 열교환기 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불소수지재형 열교환기 제조방법은 사용자가 원하는 지름의 슬리브에 튜브다발을 정리하여 벌집 모양으로 삽입하고, 용착하고자 하는 일측을 정렬하는 튜브다발 삽입정렬단계와 상기 튜브다발이 삽입된 슬리브를 금형에 장착하고, 금형상단에 형성된 간극과 금형에 삽입되지 않은 튜브다발의 타측을 제2 진공부의 호스와 실리콘을 이용하여 실링한 후, 밴드히터와 히터의 온도를 385 ∼ 395℃로 예열하는 단계와 상기 금형상단의 제1 진공부를 이용하여 튜브다발의 외측의 공기를 6 ∼ 7kgf/cm²로 흡입하고, 이와 동시에 튜브다발 내측으로도 공기를 흡입하되 상기 튜브다발 외측의 흡입량보다 적은 3 ∼ 4kgf/cm²의 압력으로 흡입하여 튜브다발의 내외측의 압력차를 형성하는 단계와 상기 금형에 장착된 튜브다발이 삽입된 슬리브의 외측을 밴드히터와 열매체를 이용하여, 일정한 온도로 균일하게 가열하는 슬리브 측면 가열단계와 상기 튜브다발이 삽입된 슬리브의 하측으로부터 히터의 열로 열매체를 기화시켜 튜브다발의 내측을 10 ∼ 12분 동안 가열하는 단계와 와 상기 밴드히터와 히터의 열을 200℃이하로 낮추어 풀림 처리 실시 후에 냉각하는 단계로 이루어진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불소수지재 열교환기 제작방법을 살펴보면 다음과 같다.

우선 상기 열매체(3)는 튜브(1) 재질(PFA)의 용융온도와 비슷한 용융온도를 가진 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 특히 NaNO₂, NaNO₃,KNO₃을 혼합한 혼합물이나 실리콘 오일을 사용하는 것이 더 바람직하다.

상기와 같이 튜브(1)의 용융점과 비슷한 열매체(3)들을 사용하면 PFA로 형성 된 튜브(1)다발을 열매체(3)를 이용하여 용융할 때에 밴드히터(4)와 히터(5)에 의해 발생되는 열의 온도를 튜브(1)의 용융점으로 맞출 수 있어 튜브(1)의 용융없이 용착이 가능하게 되며, 금형 하측에 형성된 열매체(3)가 기화하면서 튜브(1)다발의 내경에 삽입됨으로써, 튜브(1)의 용착면이 동시에 가열 팽창되게 되어 균일한 용착이 가능하게 된다.

또한 용접성이 좋으며 일반적으로 사용되는 PTFE(polytetrafluorethylene)보다 녹는점도가 좋은 변성 PTFE(TFM 1600(독일 훼스토사에서 제작되어지는 제품) : PTFE＋PFA(perfluoroalkoxy))로 제작된 슬리브(2)와 PFA로 제작된 튜브(1)를 이용함으로써, 용착 후 냉각할 때에 상이한 수축률로 인한 용착 부위의 변형 및 탈락현상을 방지하여 가융착 공정 없이 불소수지재 열교환기를 제작할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도 2는 슬리브와 튜브다발의 단면도이다.

우선, 사용자가 원하는 지름의 슬리브(2)에 튜브(1)다발을 정리하여 벌집 모양으로 삽입하고, 용착 하고자 하는 일측의 튜브(1)다발을 정렬한다.

그런 후 상기 튜브(1)다발이 삽입된 슬리브(2)를 밴드히터(4)가 형성된 금형 내측에 장착하고, 금형상단에 형성된 간극과 금형에 삽입되지 않은 튜브(1)다발의 타측과 연결되는 제2 진공부(도면에 도시되지 않음)의 호스(8)를 실리콘(9)을 이용하여 실링하여 밀봉한 후, 밴드히터(4)와 히터(5)의 온도를 385 ∼ 395℃로 예열하여 열매체(3)가 380 ∼ 385℃가 되도록 예열을 한다.

그러면 밴드히터(4)와 연결된 제1 용기(6)에 있는 열매체(3)에 의해 슬리브 (2)와 튜브(1)의 용융점과 비슷한 온도로 외측이 가열되고, 이와 동시에 히터(5)에 의해 제2 용기(7)의 열매체(3)는 가열되면서 기화하게 된다.

상기 예열이 끝나면 금형 상단의 제1 진공부(10)를 이용하여 금형에 장착된 튜브(1)다발 외측의 공기를 6 ∼ 7kgf/cm²의 압력으로 흡입하여 진공상태로 만들고, 이와 동시에 제2 진공부의 호스(8)를 이용하여 튜브(1)다발 내측으로도 공기를 흡입하되, 상기 튜브(1)다발 외측의 흡입량보다 적은량을 흡입하도록 3 ∼ 4kgf/cm²의 압력을 가하여, 튜브 외측의 압력보다 내측의 압력이 높아져서 튜브(1)가 팽창하도록 한다.

그러면 상기 금형에 형성된 밴드히터(4)의 열에 의해 가열된 열매체(3)에 의해 튜브(1)다발이 삽입된 슬리브(2)의 외측이 일정한 온도로 균일하게 가열되어 슬리브(2) 외측과 튜브(1)가 용착된다.

이와 동시에 상기 튜브(1)다발이 삽입된 슬리브(2)의 하측으로부터 발생되는 기화된 열매체(3)가 제2 진공부에 의해 튜브(1)의 내측으로 흡입되어 진다.

그러면 상기 제1 진공부(10)와 제2 진공부에 의해 형성된 압력차에 의해 팽창된 튜브(1)와 튜브(1)가 열을 받으면서 튜브(1)와 튜브(1) 사이의 간극을 없애면서 용착하게 되고, 또한 튜브(1)와 슬리브(2) 사이의 간극도 없어지면서 용착되어 지며, 상기와 같은 조건하에서 10 ∼ 12분이 경과하면 완전히 용착되어 진다.

그런 후 상기 밴드히터(4)와 히터(5)의 열을 200℃이하로 낮추어 풀림 처리 실시한 후에 자연상태로 냉각을 하면서 작업을 마치게 된다.

본 발명의 불소수지재형 열교환기 제조방법은 용접성이 뛰어난 변성 PTFE(TFM 1600 : PTFA＋PFA)로 제작된 슬리브와 PFA로 제작된 튜브다발관을 이용하여 용착을 하여, 냉각시 수축률 차이로 인한 헤드부분의 탈락현상이 일어나지 않아 불량률을 줄일 수 있으며, 밴드히터와 히터를 동시에 가동하면서 작업이 이루어지므로 가용착을 실시하지 않아도 용착이 가능하여 작업공정을 단축할 수 있으며, 또한 슬리브 외측으로 밴드히터를 이용하여 열을 발생하여 일정한 온도를 유지시키면서 용착작업이 이루어져 이 또한 불량률을 줄일 수 있는 유용한 발명이다.

Claims

불소수지재로 형성된 튜브관과 슬리브를 용착하여 제작되어 지는 열교환기를 제작하는 방법에 있어서,

사용자가 원하는 지름의 변성 PTFE 재질로 형성된 슬리브에 PFA 재질로 형성한 튜브다발을 정리하여 벌집 모양으로 삽입하고, 용착하고자 하는 일측을 정렬하는 튜브다발 삽입정렬단계;

상기 튜브다발이 삽입된 슬리브를 금형에 장착하고, 금형상단에 형성된 간극과 금형에 삽입되지 않은 튜브다발의 타측을 제2 진공부의 호스와 실리콘을 이용하여 실링한 후, 밴드히터와 히터의 온도를 385 ∼ 395℃로 예열하는 단계;

상기 금형상단의 제1 진공부를 이용하여 튜브다발의 외측의 공기를 6 ∼ 7kgf/cm²로 흡입하고, 이와 동시에 튜브다발 내측으로도 공기를 흡입하되 상기 튜브다발 외측의 흡입량보다 적은 3 ∼ 4kgf/cm²의 압력으로 흡입하여 튜브다발의 내외측의 압력차를 형성하는 단계;

상기 금형에 장착된 튜브다발이 삽입된 슬리브의 외측을 밴드히터와 열매체를 이용하여, 일정한 온도로 균일하게 가열하는 슬리브 측면 가열단계;

상기 튜브다발이 삽입된 슬리브의 하측으로부터 히터의 열로 열매체를 기화시켜 튜브다발의 내측을 10 ∼ 12분 동안 가열하는 단계;

상기 밴드히터와 히터의 열을 200℃이하로 낮추어 풀림 처리 실시후에 냉각하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있는 불소수지재형 열교환기 제조방법.