KR100631153B1 - 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기의 튜브를 튜브시트에 고정하고 고정된 튜브를 추출할 수 있는 열교관기 튜브의 확관 및 추출 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치는, 튜브를 확관시키고 추출하기 위한 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치에 있어서, 고압의 작동유를 공급하는 유압공급수단과, 일단이 튜브에 삽입되는 직경을 갖는 중공의 관체로서 튜브가 삽입되는 위치에 롤러구멍이 형성된 지지관과, 상기 지지관의 롤러구멍에 안착 설치된 롤러와, 일단부에 축방향으로 직경이 증가하는 테이퍼부를 갖는 막대부재로서 상기 지지관에 대하여 상대적인 전진이동으로 상기 테이퍼부가 상기 롤러를 반경방향으로 가압하도록 상기 지지관에 대하여 전후진 이동이 가능하게 상기 지지관에 삽입 설치된 가압봉과, 상기 가압봉을 회전시키도록 회전축에 상기 가압봉이 연결되고 상기 유압공급수단으로부터 유압을 공급받아 회전축을 회전시키는 유압모터가 구비된 확관수단과, 원통형의 유압케이스와, 축방향으로 이동되어 상기 유압케이스의 일방으로 출몰되도록 상기 유압공급수단으로부터 작동유를 공급받아 축방향으로 왕복이동되게 상기 유압케이스의 내부에 설치된 유압램과, 선단으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼가 형성되고 외면에는 걸림산이 형성되어 상기 튜브에 삽입되어 결합되며 상기 유압램이 출몰되는 측에서 상기 케이스에 결합된 결합구가 구비된 추출수단과, 상기 유압공급수단으로부터 상기 확관수단과 상기 추출수단으로 공급되는 유압유의 흐름을 상호 전환시키는 전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

튜브, 확관, 추출

Description

열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치{DEVICE FOR EXPANDING AND PULLING TUBE OF HEAT EXCHANGER}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치를 도시한 사시도

도 2는 본 발명의 일시시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치의 확관수단의 일부를 도시한 단면도

도 3은 도 2의 B-B에서의 단면도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치의 추출수단을 도시한 분해사시도

도 5는 도 1의 A-A에서의 단면도

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치에 의해 확관 및 추출되는 쉘 엔 튜브 열교환기의 튜브와 튜브시트의 결합을 도식적으로 도시한 단면도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

1 튜브시트

2 튜브삽입공

2a 결합홈

3 튜브

3a 결합돌기

10 유압공급수단

20 확관수단

21 유압모터

22 가압봉

23,24 지지관

25 가압롤러

30 추출수단

31 케이스

32 가이드봉

33 유압램

34 제1실링캡

35 결합구

36 테이퍼부

36a 결합산

37 고정자

38 제2실링캡

40 전환밸브

50 컨트롤러

본 발명은 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기의 튜브를 튜브시트에 고정하고 고정된 튜브를 추출할 수 있는 열교관기 튜브의 확관 및 추출 장치에 관한 것이다.

쉘-튜브 열교환기는 다목적 다용도의 열교환기로서 산업용으로 가장 널리 사용되고 있다. 쉘-튜브 열교환기의 기본적인 구성요소는 헤더, 튜브시트, 열교환 튜브, 차단막(baffle) 그리고 열교환기의 외주와 튜브 사이의 영역에 해당하는 쉘 등으로 구성된다. 쉘 내부에서 차단막에 의해서 지지되는 열교환 튜브의 양단은 헤더 부의 튜브시트에 결합되게 되는데, 결합부의 결합력을 증대시켜 누설을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다.

튜브의 결합 방법은 크게 용접, 접착 및 확관으로 구분된다. 용접에 의한 방법은 작업이 번거로울 뿐만 아니라 튜브시트와 튜브가 이종 금속일 경우 결합이 불가능하게 되기도 한다. 또한 접착방법은 결합이 간단하지만 고온에서는 사용할 수 없기 때문에, 비교적 간단하고 고온에서도 사용할 수 있으며 이종 금속도 결합이 가능한 확관 방법이 널리 사용되고 있다. 도 6은 확관에 의해 튜브시트에 튜브가 결합된 상태를 도시한 단면도이다. 도면을 참조하면 튜브시트(1)에는 튜브(3)의 말단부가 삽입되는 튜브삽입공(2)이 형성되고 그 튜브삽입공(2)의 내부에는 환형의 결합홈(2a)이 형성된다. 튜브(3)의 결합은 튜브(3)를 상기 튜브삽입공(2)에 삽입 한 다음 튜브(3) 내부에 확관 기구를 장착하여 튜브(2)의 끝을 확관하여 상기 결합홈(2a)에 대응되는 위치에 결합돌기(3a)를 형성시킴으로써 이루어진다.

한편, 튜브(3)의 일부가 손상된 경우나 성능실험을 위해 튜브(3)를 튜브시트(1)로부터 추출할 필요가 있다. 그런데 상술한 바와 같이 쉘-튜브 열교환기의 제작과정에서 튜브(23)는 튜브시트(1)와의 결합력 향상을 위하여 확관 기구를 이용해 확장되기 때문에 튜브시트(1)와 결합되는 부분은 원래의 직경보다 확관된 상태로 결합돌기(3a)가 결합홈(2a)에 결합되어 있다. 따라서 이러한 결합력을 극복하고 튜브(3)를 튜브시트(1)에서 추출할 수 있는 장치가 요구된다.

일반적으로 튜브의 확관을 위한 장치와 튜브의 추출을 위한 장치는 별도로 구성되어 있다. 따라서 확관과 추출이 빈번하게 이루어지는 작업에서는 별도로 구성된 장치를 이용해야하는 번거로움이 따른다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 하나의 유압시스템을 이용하여 확관기능과 추출기능 능을 병행할 수 있어 사용이 편리하고 장비의 별도 구매에 따른 경제적 손실 등을 줄일 수 있는 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치는, 튜브를 확관시키고 추출하기 위한 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치에 있어서, 고압의 작동유를 공급하는 유압공급수단과, 일단이 튜브에 삽입되 는 직경을 갖는 중공의 관체로서 튜브가 삽입되는 위치에 롤러구멍이 형성된 지지관과, 상기 지지관의 롤러구멍에 안착 설치된 롤러와, 일단부에 축방향으로 직경이 증가하는 테이퍼부를 갖는 막대부재로서 상기 지지관에 대하여 상대적인 전진이동으로 상기 테이퍼부가 상기 롤러를 반경방향으로 가압하도록 상기 지지관에 대하여 전후진 이동이 가능하게 상기 지지관에 삽입 설치된 가압봉과, 상기 가압봉을 회전시키도록 회전축에 상기 가압봉이 연결되고 상기 유압공급수단으로부터 유압을 공급받아 회전축을 회전시키는 유압모터가 구비된 확관수단과, 원통형의 유압케이스와, 축방향으로 이동되어 상기 유압케이스의 일방으로 출몰되도록 상기 유압공급수단으로부터 작동유를 공급받아 축방향으로 왕복이동되게 상기 유압케이스의 내부에 설치된 유압램과, 선단으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼가 형성되고 외면에는 걸림산이 형성되어 상기 튜브에 삽입되어 결합되며 상기 유압램이 출몰되는 측에서 상기 케이스에 결합된 결합구가 구비된 추출수단과, 상기 유압공급수단으로부터 상기 확관수단과 상기 추출수단으로 공급되는 유압유의 흐름을 상호 전환시키는 전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 하는 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치는, 상기 유압케이스의 내부에는 가이드봉이 상기 유압케이스와 동심으로 설치되고, 상기 유압램은 중공이 형성되어 상기 중공에 상기 가이드봉이 삽입되어 지지된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 열교환기의 확관 및 추출 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치는, 유압공급수단(10), 확관수단(20), 추출수단(30), 전환밸브(40), 및 컨트롤러(50)을 포함하여 구성된다.

상기 유압공급수단(10)은 고압의 작동유를 공급하기 위한 것으로 통상적으로 유압탱크, 유압펌프 및 상기 유압펌프를 회전시키기 위한 모터로 구성된다.

상기 확관수단(20)은 튜브(3)의 말단부를 확관하기 위한 것이다. 도 2는 본 발명의 일시시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치의 확관수단의 일부를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 B-B에서의 단면도이다. 도면을 참조하면, 확관수단(20)은 유압모터(21), 가압봉(22), 지지관(23,24), 및 가압롤러(25)가 구비되어 구성된다.

상기 유압모터(21)는 상기 가압봉(22)을 회전시키기 위한 것으로 상기 유압공급수단(10)으로부터 유압을 공급받아 회전축을 회전시킨다. 상기 회전축에는 가압봉(22)가 연결된다.

상기 가압봉(22)은 일단부에 축방향으로 직경이 증가하는 테이퍼부(22a)를 갖는 막대부재로서 상기 지지관(23,24)에 대하여 상대적인 전진이동으로 상기 테이퍼부(22a)가 상기 가압롤러(25)를 반경방향으로 가압하도록 상기 지지관(22a)에 대하여 전후진 이동이 가능하게 상기 지지관(22)에 삽입 설치된다.

상기 지지관(23,24)은 상기 가압봉(22) 및 상기 가압롤러(25)가 설치되기 위 한 것으로 일단이 튜브(3)에 삽입되는 직경을 갖는 중공의 관체로서 튜브(3)가 삽입되는 위치에 롤러구멍이 형성된다.

상기 가압롤러(25)는 상기 지지관(23,24)에 형성된 롤러구멍에 안착 설치되어 상기 가압봉(22)의 가압으로 반경방향으로 이동되어 상기 튜브(3)의 내주면을 가압하게 되고 상기 유압모터(21)의 작동으로 상기 가압봉(22)이 회전되면 상기 튜브(3)의 내주면을 구르면서 튜브(3)에 튜브시트(1)의 결합홈(2a)에 결합되는 환형의 결합돌기(3a)를 형성시킨다.

상기 추출수단(30)은 튜브시트(1)에 결합된 튜브(3)를 추출하기 위한 것이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치의 추출수단을 도시한 분해사시도이고, 도 5는 도 1의 A-A에서의 단면도이다. 도면을 참조하면 상기 추출수단(30)은 유압케이스(31), 가이드봉(32), 유압램(33), 결합구(35)를 포함하여 구성된다.

상기 유압케이스(31)는 원통형의 통체로서 내부에 가이드봉(32), 유압램(33) 등이 설치된다. 상기 유압케이스(31)에는 유압 호스가 연결되기 위한 니플(31a,31b)가 형성된다.

상기 가이드봉(32)은 상기 유압램(33)의 직선운동을 가이드하기 위한 것으로 상기 유압케이스(31)의 내부에상기 유압케이스(31)와 동심으로 설치된다. 상기 가이드봉(32)에는 중공이 형성되어 그 중공에는 상기 결합구(35)가 삽입 결합된다.

상기 유압램(33)은 작동유의 공급으로 상기 유압케이스(31)과는 상대적으로 직선으로 왕복이동된다. 도면을 참조하면, 유압램(33)은 축방향으로 이동되어 상 기 유압케이스(31)의 일방으로 출몰되도록 상기 유압공급수단(10)으로부터 작동유를 공급받아 축방향으로 왕복이동되게 상기 유압케이스(31)의 내부에 설치된다. 도면을 참조하면 상기 유압램(33)은 중공이 형성되어 상기 중공에 상기 가이드봉(32)이 삽입되어 지지된다. 상기 유압램(33)의 왕복이동시키기 위한 작동유가 유입되는 유압실이 형성되도록 상기 유압램(33)과 상기 유압케이스(31) 사이는 환형의 고무링(33b)이 설치된 제1실링캡(34)로 밀봉되고, 상기 유압램(33)에는 환형의 고무링(33a)가 설치된다. 또한 상기 유압케이스(31)과 상기 가이드봉(32) 사이는 제2실링캡(38)으로 밀봉된다.

상기 결합구(35)는 상기 튜브(3)의 내주면에 걸리기 위한 것이다. 도면을 참조하면 상기 결합구(35)는 일단부에 선단으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼부(36)가 형성되고 그 외면에는 걸림산(36a)이 형성된다. 상기 테이퍼부(36)는 상기 튜브(3)에 삽입되어 상기 걸림산(36a)가 그 내주면에 걸려 결합된다. 상기 결합구(35)는 상기 유압램(33)이 출몰되는 측에서 상기 유압케이스(31)에 결합된다. 도면을 참조하면 상기 걸림구(35)는 걸림턱(37b)을 고정자(37)에 형성된 걸림슬릿(37a)에 삽입하여 고정된다. 상기 결합구(35)가 튜브(3)에 걸린 상태에서 상기 유압램(33)이 전진하여 튜브(3)이 결합된 튜브시트(1)을 밀면 그 반작용으로 상기 튜브(3)가 상기 튜브시트(1)로부터 추출된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치는 하나의 유압시스템을 이용하여 확관기능과 추출기능 능을 병행할 수 있어 사 용이 편리하고 장비의 별도 구매에 따른 경제적 손실 등을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 튜브를 확관시키고 추출하기 위한 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치에 있어서,

   고압의 작동유를 공급하는 유압공급수단과,

   일단이 튜브에 삽입되는 직경을 갖는 중공의 관체로서 튜브가 삽입되는 위치에 롤러구멍이 형성된 지지관과, 상기 지지관의 롤러구멍에 안착 설치된 롤러와, 일단부에 축방향으로 직경이 증가하는 테이퍼부를 갖는 막대부재로서 상기 지지관에 대하여 상대적인 전진이동으로 상기 테이퍼부가 상기 롤러를 반경방향으로 가압하도록 상기 지지관에 대하여 전후진 이동이 가능하게 상기 지지관에 삽입 설치된 가압봉과, 상기 가압봉을 회전시키도록 회전축에 상기 가압봉이 연결되고 상기 유압공급수단으로부터 유압을 공급받아 회전축을 회전시키는 유압모터가 구비된 확관수단과,

   원통형의 유압케이스와, 축방향으로 이동되어 상기 유압케이스의 일방으로 출몰되도록 상기 유압공급수단으로부터 작동유를 공급받아 축방향으로 왕복이동되게 상기 유압케이스의 내부에 설치된 유압램과, 선단으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼가 형성되고 외면에는 걸림산이 형성되어 상기 튜브에 삽입되어 결합되며 상기 유압램이 출몰되는 측에서 상기 케이스에 결합된 결합구가 구비된 추출수단과,

   상기 유압공급수단으로부터 상기 확관수단과 상기 추출수단으로 공급되는 유압유의 흐름을 상호 전환시키는 전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유압케이스의 내부에는 가이드봉이 상기 유압케이스와 동심으로 설치되고,

   상기 유압램은 중공이 형성되어 상기 중공에 상기 가이드봉이 삽입되어 지지된 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브의 확관 및 추출 장치.

Images