KR101611364B1 - Channel type recuperator - Google Patents

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KR101611364B1
KR101611364B1 KR1020140186816A KR20140186816A KR101611364B1 KR 101611364 B1 KR101611364 B1 KR 101611364B1 KR 1020140186816 A KR1020140186816 A KR 1020140186816A KR 20140186816 A KR20140186816 A KR 20140186816A KR 101611364 B1 KR101611364 B1 KR 101611364B1
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KR
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tube
hood
welded
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protruding
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차길업
김영일
김영식
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주식회사 포스코
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Abstract

Disclosed is a channel type-heat exchanger. According to an embodiment of the invention, the channel type-heat exchanger comprises an intake hood, an exhaust hood, tube insertion holes, a tube and a bushing. The intake hood forms an intake flow path allowing combustion gas to be supplied. The exhaust hood forms an exhaust flow path allows the combustion gas undergone heat exchange to flow. Each tube insertion hole is formed to pass through the intake hood and the exhaust hood. The tube has both ends having a protruding end part passing through the tube insertion hole to protrude to the inner space of a corresponding hood and connects the intake flow path with the exhaust flow path to allow heat exchange between waste gas at high temperature, which flows outside, and the combustion gas flowing inside. The bushing is inserted into and is coupled to the tube insertion hole to cover the outer surface of the tube and guides a flow in the longitudinal direction depending on thermal expansion and contraction of the tube or blocks deformation of the tube due to collision with the waste gas. According to the present invention, deformation due to thermal stress is allowed without a need for a welded part fixing the tube to be in contact with the waste gas at high temperature.

Description

채널형 열교환기{CHANNEL TYPE RECUPERATOR}{CHANNEL TYPE RECUPERATOR}

본 발명은 채널형 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 튜브의 변형 및 부식을 방지할 수 있는 채널형 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a channel type heat exchanger, and more particularly, to a channel type heat exchanger capable of preventing deformation and corrosion of a tube.

일반적으로 열연 강판을 제조하는 가열로에서 배출되는 폐가스로부터 열을 회수하기 위해서 열교환기가 사용되고 있다. 가열로의 가열을 위한 연소부에서 배출되는 폐가스로부터 열량을 회수하여 연소부에 사용될 연소 공기를 예열함으로써 에너지 절감을 구현하는 데 열교환기가 사용되고 있다. 이러한 열교환기 중 채널형 열교환기는 다수의 스틸 튜브에 의해 많은 양의 열이 전달될 수 있도록 구성된 매우 치밀한 구조로 되어 있고, 연소가스의 예열을 위해 각종 공업로의 연소가스 덕트에 장착된다. 연소가스가 공급되는 후드와 예열된 연소가스가 흐르는 후드는 튜브를 통해 서로 연통하도록 연결되고, 폐가스는 튜브의 바깥쪽으로 흐르게 되고 가열되지 않은 연소가스는 튜브의 안쪽으로 흐르게 되며 열의 교환은 대류에 의해 얻어지게 된다.Generally, a heat exchanger is used to recover heat from waste gas discharged from a heating furnace for manufacturing hot-rolled steel sheets. A heat exchanger is used to realize energy saving by collecting heat from the waste gas discharged from the combustion section for heating the heating furnace and preheating the combustion air to be used in the combustion section. The channel type heat exchanger of the heat exchanger has a very dense structure configured to transfer a large amount of heat by a plurality of steel tubes, and is installed in various combustion gas ducts for industrial purposes to preheat the combustion gas. The hood to which the flue gas is supplied and the hood through which the preheated flue gas flows are connected to communicate with each other through the tube, the waste gas flows to the outside of the tube, the unheated flue gas flows to the inside of the tube, .

한편 폐가스와 접촉하는 튜브는 폐가스에 함유된 산 성분과 고온의 열에 의해 부식이 발생할 수 있는 환경에 자주 노출되어 구조 및 화학적으로 취약한 상태에 놓여 있게 되므로 이러한 부식 및 열응력에 따른 변형을 완화시키기 위한 다양한 방안이 고려되고 있다.On the other hand, the tube in contact with the waste gas is frequently exposed to an environment where corrosion can occur due to acid components contained in the waste gas and high temperature heat, so that the tube is in a structure and chemically weak state. Various schemes are being considered.

공개실용신안공보 제89-7356호(1989.05.16 공개)Published Utility Model Publication No. 89-7356 (published May 16, 1989) 공개특허공보 제2012-0001224호(2012.01.04 공개)Open Patent Publication No. 2012-0001224 (2012.04.04 release) 공개특허공보 제2012-0011410호(2012.02.08 공개)Published Patent Publication No. 2012-0011410 (Published Feb. 20, 2012)

본 발명의 실시 예들은 튜브를 고정시키는 용접부가 고온의 폐가스와 접촉하지 않고 열응력에 따른 변형을 허용할 수 있는 채널형 열교환기를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a channel-type heat exchanger in which the welding portion for fixing the tube can allow deformation due to thermal stress without contacting the hot waste gas.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 연소가스가 공급되는 흡기유로를 형성하는 흡기후드와, 열 교환된 상기 연소가스가 흐르는 배기유로를 형성하는 배기후드와, 상기 흡기후드와 상기 배기후드에 각각 관통 형성된 튜브 삽입홀과, 양단이 상기 튜브 삽입홀을 관통하여 대응하는 후드의 내부공간으로 돌출된 돌출단부를 가지며, 상기 흡기유로와 상기 배기유로를 연통시켜 외부에서 유동하는 고온의 폐가스와 내부에 유동하는 상기 연소가스가 열 교환되는 튜브 및 상기 튜브의 외면을 감싸도록 상기 튜브 삽입홀에 삽입 결합되어 상기 튜브의 열팽창 또는 열수축 시 길이방향의 이동을 안내함과 동시에 상기 폐가스의 충돌에 의한 상기 튜브의 벤딩을 방지하는 부쉬(bush)를 포함하는 채널형 열교환기가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus comprising: an intake hood for forming an intake passage to which combustion gas is supplied; an exhaust hood for forming an exhaust passage through which heat is exchanged with the combustion gas; A high-temperature waste gas flowing outside from the intake passage and the exhaust passage, the high-temperature waste gas having a tube insertion hole and both end portions penetrating the tube insertion hole and protruding into the inner space of the corresponding hood, Wherein the combustion gas is inserted into the tube insertion hole so as to surround the heat exchange tube and the tube insertion hole to guide the movement of the tube in the longitudinal direction during thermal expansion or heat shrinking, A channel-type heat exchanger including a bush for preventing the heat exchanger from being blown out can be provided.

또한 상기 부쉬는 상기 튜브 삽입홀에 끼워져 압입되는 중공 원통 형상의 바디와, 상기 바디의 일단부에서 외측으로 확장되어 대응하는 후드 내측면과 접촉하여 용접 결합되는 플랜지를 포함한다.Further, the bush includes a hollow cylindrical body inserted into the tube insertion hole, and a flange extended outward from one end of the body and welded to the corresponding inner surface of the hood.

또한 상기 흡기유로에 돌출된 상기 튜브의 제1돌출단부는 인접하는 상기 플랜지와 용접 결합될 수 있다.The first protruding end of the tube protruding into the intake passage may be welded to the adjacent flange.

또한 상기 배기유로에 돌출된 상기 튜브의 제2돌출단부 외면 둘레를 감싸도록 설치된 벨로우즈(bellows)를 더 포함하고, 상기 벨로우즈는 일단이 인접하는 상기 플랜지에 용접 결합되고, 타단이 상기 제2돌출단부의 외면과 용접 결합될 수 있다.Further comprising a bellows provided so as to surround an outer circumferential surface of a second projecting end portion of the tube protruding from the exhaust flow passage, the bellows being welded to one end of the flange adjacent to the other end, As shown in FIG.

또한 상기 바디의 타단부 내측면에는 상기 폐가스의 충돌에 따른 상기 튜브의 휨 발생시 응력 집중에 따른 상기 튜브의 파손을 방지하기 위한 경사면이 마련될 수 있다.The inner surface of the other end of the body may be provided with an inclined surface for preventing damage of the tube due to stress concentration when the tube is bent due to collision of the waste gas.

또한 상기 튜브의 저온부식을 방지하기 위해 상기 제1돌출단부 내측에 삽입 결합되는 내측튜브를 더 포함한다.And an inner tube inserted and coupled inside the first projecting end to prevent cold corrosion of the tube.

또한 상기 내측튜브는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 줄어드는 콘 형상으로 마련될 수 있다.Further, the inner tube may be formed in a cone shape whose width gradually decreases from the upper portion to the lower portion.

또한 상기 흡기유로와 상기 배기유로에 각각 돌출된 상기 돌출단부 외면 둘레를 감싸도록 설치된 벨로우즈를 더 포함하고, 상기 벨로우즈는 각각 일단이 인접하는 상기 플랜지에 용접 결합되고, 타단이 인접하는 상기 돌출단부 외면과 용접 결합될 수 있다.Further comprising a bellows disposed so as to surround the outer circumferential surface of the protruding end protruding respectively from the intake passage and the exhaust passage, wherein the bellows is welded to the flange, one end of which is adjacent to the flange, As shown in FIG.

또한 상기 튜브 삽입홀에 삽입되어 대응하는 후드의 내측면과 용접 결합되는 상기 플랜지의 용접부위와, 상기 제1돌출단부와 상기 플랜지의 용접부위와, 상기 플랜지와 상기 벨로우즈의 일단 및 상기 제2돌출단부와 상기 벨로우즈의 타단의 용접부위는 각각 대응하는 후드의 내부공간에 배치되어 상기 폐가스에 노출되지 않도록 마련될 수 있다.And a flange formed on a welded portion of the flange inserted into the tube insertion hole and welded to an inner surface of a corresponding hood, on a welded portion of the first projected end and the flange, and on one end of the flange and the second projected end The welded portions of the other end of the bellows may be arranged in the inner space of the corresponding hood so as not to be exposed to the waste gas.

또한 상기 부쉬는 복수의 튜브가 관통하여 설치되는 다수의 중공부가 형성된 블록 형태로 마련될 수 있다.Further, the bush may be provided in the form of a block having a plurality of hollow portions provided through a plurality of tubes.

본 발명의 실시 예들은 폐가스와 열교환을 수행하는 튜브를 부쉬에 삽입하고, 부식성이 없는 연소가스가 공급되는 후드 내부에서 용접을 통해 결합하고, 튜브의 열변형을 허용하는 벨로우즈를 부착하여 열팽창을 흡수함으로써 고온부식과 저온부식을 방지함과 아울러 튜브의 열팽창시 발생 가능한 튜브의 벤딩을 방지하여 벨로우즈의 손상을 방지할 수 있게 된다.Embodiments of the present invention include a method of inserting a tube that performs heat exchange with waste gas into a bush, joining the tube through a weld in a hood supplied with a non-corrosive combustion gas, and attaching a bellows to allow thermal deformation of the tube to absorb thermal expansion Thereby preventing high-temperature corrosion and low-temperature corrosion, as well as preventing tube bending that can occur during thermal expansion of the tube, thereby preventing damage to the bellows.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 채널형 열교환기의 내부구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 흡기후드 내부의 튜브 결합구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 배기후드 내부의 튜브 결합구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 채널형 열교환기의 내부구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 채널형 열교환기의 내부구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 부쉬를 도시한 사시도이다.
1 shows an internal structure of a channel type heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a tube coupling structure inside an intake hood according to a first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a tube coupling structure inside an exhaust hood according to the first embodiment of the present invention.
4 shows an internal structure of a channel type heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates an internal structure of a channel type heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a bush according to a third embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

또한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.Also, terms including ordinals such as " first, " " second, " and the like can be used to describe various elements, but the elements are not limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원서 에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 제한 및 한정하려는 의도는 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서 에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분과 "연결" 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.The terms used in the present application are used to illustrate the embodiments and are not intended to limit or limit the invention, and the singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "comprising", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, components, or combinations thereof, and may include one or more other features, Steps, elements, or combinations thereof, as a matter of convenience, without departing from the spirit and scope of the invention. Also, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only a direct connection but also an indirect connection between the other parts.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 채널형 열교환기의 내부구조를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 흡기후드 내부의 튜브 결합구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 배기후드 내부의 튜브 결합구조를 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view showing the internal structure of a channel type heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a tube coupling structure in an intake hood according to a first embodiment of the present invention, 3 is a perspective view showing a tube coupling structure inside the exhaust hood according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 채널형 열교환기(10)는 연소가스의 예열을 위해 각종 공업로의 연소가스 덕트에 연결되어 폐가스의 폐열을 회수하여 열교환을 수행하는 장치이다.1 to 3, the channel type heat exchanger 10 according to the first embodiment of the present invention is connected to a combustion gas duct of various industries for preheating combustion gas to recover the waste heat of the waste gas, .

이러한 채널형 열교환기(10)는 연소가스가 공급되는 흡기유로(21)가 형성되는 흡기후드(20)와, 흡기후드(20)와 소정거리 이격되어 열 교환된 연소가스가 유동하는 배기유로(31)를 형성하는 배기후드(30)와, 흡기유로(21)와 배기유로(31)를 연통시키도록 흡기후드(20)와 배기후드(30)를 연결하는 복수의 튜브(40)를 포함한다.The channel type heat exchanger 10 includes an intake hood 20 in which an intake passage 21 to which combustion gas is supplied is formed and an exhaust passage 20 in which a combustion gas heat- And a plurality of tubes 40 connecting the intake hood 20 and the exhaust hood 30 to communicate the intake passage 21 and the exhaust passage 31 with each other .

이를 통해, 흡기후드(20)의 흡기유로(21)에 공급된 저온의 연소가스는 튜브(40)의 내부를 따라 흐른 후 배기후드(30)의 배기유로(31)로 공급되며, 연소가스는 튜브(40) 내부를 따라 흐르는 동안 튜브(40) 외부에서 유동하는 고온의 폐가스와 열 교환되어 배기유로(31)에 공급된다.The low temperature combustion gas supplied to the intake passage 21 of the intake hood 20 flows along the inside of the tube 40 and is then supplied to the exhaust passage 31 of the exhaust hood 30, Exchanged with the high temperature waste gas flowing outside the tube 40 while flowing along the inside of the tube 40, and is supplied to the exhaust flow path 31.

흡기후드(20)와 배기후드(30)에 양단이 결합되는 튜브(40)는 고온의 폐가스와 접촉함에 따라 국부적인 외력이 가해질 뿐 아니라 고온의 폐가스에 함유된 산 성분에 의한 부식이 발생될 수 있는 환경에 노출되므로 튜브(40)를 흡기후드(20)와 배기후드(30)에 연결되는 구조는 사용수명을 연장하는데 중요하다.The tube 40 to which the both ends of the intake hood 20 and the exhaust hood 30 are connected comes into contact with the waste gas at a high temperature so that not only a local external force is applied but also corrosion due to the acid component contained in the high- The structure in which the tube 40 is connected to the intake hood 20 and the exhaust hood 30 is important for extending the service life.

따라서 본 발명의 제1실시 예에서는 튜브(40)를 후드(20,30)에 결합하는 경우 고온의 폐가스에 의한 튜브(40)의 열응력 또는 충돌에 따른 변형을 흡수하여 과도한 응력발생을 방지하고, 상대적으로 취약한 용접부분이 부식환경에 노출되지 않는 결합구조를 제공함에 따라 부식발생을 줄일 수 있는 결합구조를 제공한다.Therefore, in the first embodiment of the present invention, when the tube 40 is coupled to the hoods 20 and 30, thermal stress or deformation of the tube 40 due to high temperature waste gas is absorbed to prevent excessive stress , A relatively weak welded portion provides a bonded structure that is not exposed to the corrosive environment, thereby providing a bonding structure capable of reducing the occurrence of corrosion.

이를 위해, 튜브(40)의 양단부가 관통하도록 후드(20,30)에 형성된 튜브 삽입홀(22,32)에는 부쉬(bush,50)를 삽입 결합시키고, 튜브(40)의 양단부측 외면이 부쉬(50)에 지지되도록 함에 따라 빠른 유속을 가지는 폐가스가 튜브(40)에 충돌할 때 튜브 삽입홀(22,32) 부분에서의 응력집중 현상에 따른 튜브(40)의 벤딩(bending)을 방지한다.A bush 50 is inserted into the tube insertion holes 22 and 32 formed in the hoods 20 and 30 so that the opposite ends of the tube 40 pass through, The tube 40 is prevented from bending due to the concentration of stress in the tube insertion holes 22 and 32 when the waste gas having a high flow velocity collides against the tube 40 .

이러한 부쉬(50)는 내식성 및 내열성이 우수한 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄 합금, 티타늄 합금, 인코넬 등의 재질로 마련될 수 있고, 내부가 빈 중공 원통 형상의 바디(51)와, 바디(51)의 일단부에서 외측으로 확장된 직경을 가지는 플랜지(52)를 구비할 수 있다.The bush 50 may be made of a material such as stainless steel (SUS), aluminum alloy, titanium alloy, or inconel having excellent corrosion resistance and heat resistance. The bush 50 includes a hollow body 51, And a flange 52 having a diameter expanded outward at one end of the flange 52.

부쉬(50)가 튜브 삽입홀(22,32)에 삽입 결합된 경우, 바디(51)는 대응하는 튜브 삽입홀(22,32)의 내주면에 밀착될 수 있고, 플랜지(52)는 대응하는 후드(20,30)의 내측면(23,33)에 밀착될 수 있다.When the bush 50 is inserted into the tube insertion holes 22 and 32, the body 51 can be brought into close contact with the inner circumferential surface of the corresponding tube insertion hole 22 and 32, (23, 33) of the base (20, 30).

바디(51)의 중공부(53)는 튜브(40)의 열팽창 또는 열수축시 길이방향의 변형을 허용하여 휘어짐을 방지할 수 있는 가이드 기능을 수행할 수 있도록 튜브(40)의 길이방향을 따라 소정길이 연장 형성되어 튜브(40)의 외면에 면 접촉될 수 있고, 바디(51)의 타단부인 하단측 내면에는 폐가스의 충돌에 따라 튜브(40)의 휨이 발생하는 경우 응력 집중에 따른 튜브(40)의 파손을 방지하기 위해 상부에서 하부로 갈수록 내경이 커지도록 하향 경사진 경사면(54)이 마련될 수 있다.The hollow portion 53 of the body 51 is formed along the longitudinal direction of the tube 40 so as to perform a guiding function to prevent warpage by permitting deformation in the longitudinal direction when the tube 40 is thermally expanded or heat- The tube 40 may be extended to be in surface contact with the outer surface of the tube 40. When the tube 40 is warped due to the collision of the waste gas on the inner surface of the lower end of the body 51 at the other end, The inclined surface 54 may be provided so as to have a larger inner diameter from the upper portion to the lower portion.

플랜지(52)는 바디(51)의 상단에서 외측방향으로 직경이 확장된 단면적을 가지며, 부쉬(50)가 대응하는 튜브 삽입홀(22,32)에 삽입된 경우 플랜지(52)의 하면은 대응하는 후드(20,30)의 내측면(23,33)에 밀착되어 기밀이 유지될 수 있다.The flange 52 has a cross sectional area whose diameter is extended outward from the upper end of the body 51. When the bush 50 is inserted into the corresponding tube insertion hole 22 or 32, The inner surfaces 23 and 33 of the hoods 20 and 30 can be tightly held.

또한 플랜지(52)의 외주면 둘레를 따라 대응하는 후드(20,30)의 내측면(23,33)과 용접을 실시하여 용접부위(55)를 형성함에 의해 부쉬(50)를 튜브 삽입홀(22,32)에 고정시켜 용접부가 고온의 폐가스에 노출되는 것을 방지하게 된다.The bushing 50 is welded to the tube insertion holes 22 and 22 by welding the inner surfaces 23 and 33 of the corresponding hoods 20 and 30 along the outer circumferential surface of the flange 52 to form the welded portion 55 , 32 to prevent the welds from being exposed to the high temperature waste gas.

한편, 흡기후드(20)에 형성된 튜브 삽입홀(22)에 설치된 부쉬(50)를 관통하여 흡기후드(20)의 내부공간, 즉 흡기유로(21)에 돌출된 튜브(40)의 제1돌출단부(41)의 외주면 둘레를 따라 인접한 부쉬(50)의 플랜지(52) 상면과 용접을 실시하여 용접부위(57)를 형성함에 의해 튜브(40)의 제1돌출단부(41)와 부쉬(50)를 고정시킬 수 있다. The first protrusion of the tube 40 protruding into the intake passage 21 through the bushing 50 provided in the tube insertion hole 22 formed in the intake hood 20, The first projecting end portion 41 of the tube 40 and the bushing 50 are welded to each other by welding to the upper surface of the flange 52 of the adjacent bushing 50 along the circumference of the end portion 41 to form the welded portion 57. [ Can be fixed.

이에 따라, 튜브(40)의 일측을 흡기후드(20)에 고정시키기 위한 용접부위(55,57)들은 흡기후드(20)의 내부공간에 배치됨에 따라 고온의 폐가스가 유동하는 공간에 노출되지 않아 부식 발생을 억제시킬 수 있게 된다.The welded portions 55 and 57 for fixing one side of the tube 40 to the intake hood 20 are disposed in the internal space of the intake hood 20 and are not exposed to the space where the high temperature waste gas flows It is possible to suppress the occurrence of corrosion.

이와 달리, 배기후드(30)에 형성된 튜브 삽입홀(32)에 설치된 부쉬(50)를 관통하여 배기후드(30)의 내부공간, 즉 배기유로(31)에 돌출된 튜브(40)의 제2돌출단부(43)는 튜브(40)의 열팽창 또는 열수축에 따른 변형을 허용하여 과도한 응력 발생을 방지할 수 있도록 튜브(40)의 제2돌출단부(43) 외면을 감싸도록 설치된 벨로우즈(bellows,60)가 마련될 수 있다.Alternatively, the inner space of the exhaust hood 30, that is, the second portion of the tube 40 protruding to the exhaust flow path 31, passes through the bush 50 provided in the tube insertion hole 32 formed in the exhaust hood 30, The protruding end portion 43 is provided with a bellows 60 for enclosing the outer surface of the second protruding end portion 43 of the tube 40 so as to allow deformation due to thermal expansion or thermal contraction of the tube 40, May be provided.

벨로우즈(60)는 압연금속의 박판을 원판 형상으로 프레스 가공한 재료를 여러장 겹쳐놓고 내경 및 외경의 원주를 교차하여 용접 제작하여 신축성과 기밀성을 가지도록 제작한 것으로서, 용접을 위해 상하 이격 배치된 한 쌍의 용접바디(61,62)와, 신축성을 제공하도록 한 쌍의 용접바디(61,62)를 연결하는 주름부(63)로 구성될 수 있다.The bellows 60 is formed by stacking a plurality of sheets of rolled metal foil sheets in a circular plate shape and welding them by crossing the inner and outer circumferences of the bellows 60 so as to have elasticity and airtightness. A pair of welding bodies 61 and 62, and a corrugation 63 connecting the pair of welding bodies 61 and 62 to provide elasticity.

이러한 벨로우즈(60)는 일측 용접바디(62)의 외주면 둘레를 따라 인접하는 플랜지(52)의 상면과 용접을 실시하여 용접 결합되고, 타측 용접바디(61)의 외주면 둘레를 따라 인접하는 튜브(40)의 돌출단부(43) 상단 외면과 용접을 실시하여 용접 결합될 수 있다.The bellows 60 is welded to and welded to the upper surface of the adjacent flange 52 along the circumference of the outer circumferential surface of the one side welding body 62, And the outer surface of the upper end of the protruding end portion 43 of the outer tube 43. [

이러한 구성을 통해, 고온의 폐가스에 의해 튜브(40)가 열 팽창 및/또는 휨이 발생되는 경우라도 부쉬(50)가 가이드 역할을 함에 따라 튜브(40)의 벤딩을 방지할 수 있고, 이로 인해 벨로우즈(60)에는 길이방향의 팽창/수축 운동만 작용하게 되므로 벨로우즈(60)에 가해지는 편심방향의 힘에 의한 벨로우즈(60)의 파손을 방지할 수 있게 된다.With such a configuration, even if the tube 40 is thermally expanded and / or bent due to the high temperature waste gas, the bushing 50 can be prevented from bending due to the guide function of the bushing 50, It is possible to prevent the bellows 60 from being damaged by the force in the direction of the eccentricity applied to the bellows 60. As a result,

또한 이 경우에도 튜브 삽입홀(32)에 삽입되어 배기후드(30)의 내측면과 용접 결합되는 플랜지(52)의 용접부위(55)와, 플랜지(52)와 벨로우즈(60)의 일단 및 제2돌출단부(43)와 벨로우즈(60)의 타단의 용접부위(58,59)는 각각 배기후드(30)의 내부공간에 배치됨에 따라 고온의 폐가스가 유동하는 공간에 노출되지 않아 부식 발생을 억제시킬 수 있게 된다.The welded portion 55 of the flange 52 inserted into the tube insertion hole 32 and welded to the inner surface of the exhaust hood 30 and the welded portion 55 of the flange 52 and one end of the bellows 60, 2 projecting end portions 43 and welding portions 58 and 59 at the other end of the bellows 60 are disposed in the inner space of the exhaust hood 30 so that they are not exposed to the space where the high temperature waste gas flows, .

이하에서는 본 발명의 제2실시 예에 따른 채널형 열교환기에 대하여 설명한다. 이하에서는 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a channel type heat exchanger according to a second embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the same reference numerals are assigned to constituent elements having the same function, and a detailed description thereof will be omitted.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에서는 튜브(40)의 저온부식을 방지하기 위하여 흡기유로(21)와 연통하는 튜브(40)의 제1돌출단부(41) 내측에 내측튜브(70)를 삽입 설치한 구성을 제외하고는 전술한 제1실시 예와 동일하다.4, in the second embodiment of the present invention, in order to prevent low-temperature corrosion of the tube 40, an inner tube (not shown) is formed inside the first projecting end portion 41 of the tube 40 communicating with the intake passage 21 70 are inserted and installed in the first embodiment.

내측튜브(70)는 연소가스가 유입되는 튜브(40)의 제1돌출단부(41) 내측에 삽입되어 노점 이하의 연소가스가 직접적으로 튜브(40)에 접촉되는 것을 차단함에 따라 흡기유로(21)에 공급되는 연소가스의 온도가 노점 이하일 때 튜브(40)에 발생할 수 있는 저온부식을 방지한다.The inner tube 70 is inserted into the first projecting end portion 41 of the tube 40 into which the combustion gas flows so that the combustion gas below the dew point is prevented from directly contacting the tube 40, To prevent the low temperature corrosion that may occur in the tube 40 when the temperature of the combustion gas supplied to the tube 40 is below the dew point.

이러한 내측튜브(70)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 줄어드는 콘 형상으로 마련되어, 내측튜브(70)에서 배출되는 유속을 증가시킴에 의해 튜브(40)를 통해 배기유로(31)에 공급되는 연소가스의 흐름을 원활히 수행하게 된다.The inner tube 70 is provided in a cone shape whose width gradually decreases from the upper portion to the lower portion and is supplied to the exhaust passage 31 through the tube 40 by increasing the flow rate discharged from the inner tube 70 The flow of the combustion gas can be smoothly performed.

이러한 구조를 통해, 본 발명의 제2실시 예에서의 채널형 열교환기에서는 연소가스가 유입되는 흡기후드(20) 쪽 부근에서의 튜브(40)의 저온부식을 방지하고, 고온의 연소가스와 접촉되는 부근에서의 튜브(40)의 고온부식을 방지함과 아울러 튜브(40)의 열응력에 따른 변형 시 부쉬(50)에 의한 튜브(40)의 벤딩 현상을 방지하여 벨로우즈(60)에는 길이방향 변형만 작용하게 되므로 편향력에 따른 벨로우즈(60)의 파손을 방지할 수 있게 된다.With this structure, in the channel type heat exchanger according to the second embodiment of the present invention, low temperature corrosion of the tube 40 in the vicinity of the intake hood 20 side where the combustion gas flows is prevented, Temperature bending of the tube 40 by the bushing 50 during deformation due to thermal stress of the tube 40 is prevented so that the bellows 60 is prevented from being bent in the longitudinal direction It is possible to prevent breakage of the bellows 60 due to the biasing force.

이하에서는 본 발명의 제3실시 예에 따른 채널형 열교환기에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 본 발명의 제3실시 예에서는 전술한 제1실시에와 대비하여 블록 형태의 부쉬가 설치된 구성을 제외하고는 동일한 구성을 가진다.Hereinafter, a channel type heat exchanger according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. The third embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment except for the configuration in which a block-shaped bush is installed.

도 7 및 도 8을 참조하면, 부쉬(50a)는 복수의 튜브(40) 각 양단부가 관통하여 설치되는 다수의 중공부(53a)가 형성된 블록 형태로 마련되고, 후드(20,30)에 형성된 튜브 삽입홀(22,32)에 삽입 결합될 수 있다.7 and 8, the bush 50a is provided in the form of a block having a plurality of hollow portions 53a through which the both ends of the tubes 40 are inserted, and the bushes 50a are formed in the hoods 20, And can be inserted into the tube insertion holes 22 and 32.

부쉬(50a)는 플랜지(52a)의 외주면 둘레를 따라 대응하는 후드(20,30)의 내측면(23,33)과 용접을 통해 결합되고, 다수의 중공부(53a)에 의해 복수의 튜브(40)가 장착될 수 있다.The bush 50a is welded to the inner surfaces 23 and 33 of the corresponding hoods 20 and 30 along the outer circumferential surface of the flange 52a and is connected to a plurality of tubes 40 may be mounted.

부쉬(50a)에 설치되어 흡기유로(21)에 돌출된 복수의 튜브(40)의 제1돌출단부(41) 외면은 각각 부쉬(50a)의 상면과 용접되어 결합되고, 배기유로(31)에 돌출된 제2돌출단부(43)는 양단이 각각 부쉬(50a)의 상면과 제2돌출단부(43)의 외면에 용접 결합되는 벨로우즈(60)에 의해 둘러싸도록 배치될 수 있다.The outer surfaces of the first projecting end portions 41 of the plurality of tubes 40 projecting to the intake flow path 21 are welded to the upper surface of the bushing 50a and are connected to the exhaust passage 31 The protruding second projecting end portion 43 may be arranged so as to be surrounded by the bellows 60 whose both ends are welded to the upper surface of the bushing 50a and the outer surface of the second projecting end portion 43, respectively.

이러한 구성을 통해, 전술한 제1실시 예와 대비하여 부쉬의 설치 효율이 향상됨과 아울러 튜브 삽입홀(22,32)과의 용접부위를 줄임에 따라 용접 열에 의한 손상을 방지할 수 있게 된다.With such a configuration, the installation efficiency of the bush is improved as compared with the first embodiment, and the welded portion with the tube insertion holes 22 and 32 is reduced, thereby preventing damage due to welding heat.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.The foregoing has shown and described specific embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

20: 흡기후드, 21: 흡기유로,
30: 배기후드, 31: 배기유로,
40: 튜브, 41: 제1돌출단부,
43: 제2돌출단부, 50: 부쉬,
51: 바디, 52: 플랜지,
54: 경사면, 60: 벨로우즈,
70: 내측튜브.
20: intake hood, 21: intake air passage,
30: exhaust hood, 31: exhaust passage,
40: tube, 41: first projecting end,
43: second projecting end, 50: bushing,
51: body, 52: flange,
54: inclined surface, 60: bellows,
70: Inner tube.

Claims (9)

연소가스가 공급되는 흡기유로를 형성하는 흡기후드;
열 교환된 상기 연소가스가 흐르는 배기유로를 형성하는 배기후드;
상기 흡기후드와 상기 배기후드에 각각 관통 형성된 튜브 삽입홀;
양단이 상기 튜브 삽입홀을 관통하여 대응하는 후드의 내부공간으로 돌출된 돌출단부를 가지며, 상기 흡기유로와 상기 배기유로를 연통시켜 외부에서 유동하는 고온의 폐가스와 내부에 유동하는 상기 연소가스가 열 교환되는 튜브; 및
상기 튜브의 외면을 감싸도록 상기 튜브 삽입홀에 삽입 결합되어 상기 튜브의 열팽창, 수축에 따른 길이방향 이동을 안내하거나 상기 폐가스 충돌에 의한 상기 튜브의 변형을 차단하는 부쉬;를 포함하는 채널형 열교환기.
An intake hood for forming an intake passage to which combustion gas is supplied;
An exhaust hood for forming an exhaust passage through which the heat-exchanged combustion gas flows;
A tube insertion hole formed through the intake hood and the exhaust hood, respectively;
Wherein the combustion gas has a protruding end portion that has both ends penetrating the tube insertion hole and protruding into the inner space of the corresponding hood and communicates with the intake passage and the exhaust passage, A tube to be exchanged; And
And a bush which is inserted into the tube insertion hole so as to surround the outer surface of the tube and guides the longitudinal movement due to thermal expansion and contraction of the tube or blocks the deformation of the tube due to the collision of the waste gas. .
제 1항에 있어서,
상기 부쉬는,
상기 튜브 삽입홀에 끼워져 압입되는 중공 원통 형상의 바디;와,
상기 바디의 일단부에서 외측으로 확장되어 대응하는 후드 내측면과 접촉하여 용접 결합되는 플랜지;를 포함하는 채널형 열교환기.
The method according to claim 1,
The bush includes:
A hollow cylindrical body inserted into the tube insertion hole and press-
And a flange extending outwardly from one end of the body and welded to the corresponding inner surface of the hood.
제 1항에 있어서,
상기 부쉬는 복수의 튜브가 관통하여 설치되는 다수의 중공부가 형성된 블록 형태로 마련되고, 상기 부쉬의 일단부에서 외측으로 확장되어 대응하는 후드 내측면과 접촉하여 용접 결합되는 플랜지를 포함하는 채널형 열교환기.
The method according to claim 1,
Wherein said bushing is provided in the form of a block having a plurality of hollow portions provided with a plurality of tubes penetrating therethrough and a flange extending outward at one end of said bushing and welded to and in contact with the corresponding inner surface of the hood, group.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 흡기유로에 돌출된 상기 튜브의 제1돌출단부는 인접하는 상기 부쉬의 플랜지와 용접 결합되는 채널형 열교환기.
The method according to claim 2 or 3,
And the first projecting end of the tube protruding into the intake passage is welded to the flange of the adjacent bush.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 배기유로에 돌출된 상기 튜브의 제2돌출단부 외면 둘레를 감싸도록 설치된 벨로우즈(bellows)를 더 포함하고,
상기 벨로우즈는 일단이 인접하는 상기 부쉬의 플랜지에 용접 결합되고, 타단이 상기 제2돌출단부의 외면과 용접 결합되는 채널형 열교환기.
The method according to claim 2 or 3,
Further comprising a bellows installed to surround an outer circumferential surface of the second projecting end portion of the tube protruding from the exhaust passage,
Wherein the bellows is welded at one end to the flange of the adjacent bush and the other end is welded to the outer surface of the second projecting end.
제 2항에 있어서,
상기 바디의 타단부 내측면에는 상기 폐가스의 충돌에 따른 상기 튜브의 휨 발생시 응력 집중에 따른 상기 튜브의 파손을 방지하기 위한 경사면이 마련되는 채널형 열교환기.
3. The method of claim 2,
And an inclined surface for preventing breakage of the tube due to concentration of stress at the time of bending of the tube due to collision of the waste gas is provided on the inner side surface of the other end of the body.
제 4항에 있어서,
상기 튜브의 저온부식을 방지하기 위해 상기 제1돌출단부 내측에 삽입 결합되는 내측튜브를 더 포함하는 채널형 열교환기.
5. The method of claim 4,
Further comprising an inner tube inserted and coupled within the first projecting end to prevent cold corrosion of the tube.
제 7항에 있어서,
상기 내측튜브는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 줄어드는 콘 형상으로 마련되는 채널형 열교환기.
8. The method of claim 7,
Wherein the inner tube is formed in a cone shape whose width gradually decreases from the upper portion to the lower portion.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 돌출단부는 상기 흡기유로에 돌출된 제1돌출단부와, 상기 배기유로에 돌출된 제2돌출단부를 포함하고,
상기 제2돌출단부에는 상기 제2돌출단부 외면 둘레를 감싸도록 설치된 벨로우즈를 포함하고,
상기 튜브 삽입홀에 삽입되어 대응하는 후드의 내측면과 용접 결합되는 상기 플랜지의 용접부위와, 상기 제1돌출단부와 상기 플랜지의 용접부위와, 상기 플랜지와 상기 벨로우즈의 일단 및 상기 제2돌출단부와 상기 벨로우즈의 타단의 용접부위는 각각 대응하는 후드의 내부공간에 배치되어 상기 폐가스에 노출되지 않도록 마련되는 채널형 열교환기.
The method according to claim 2 or 3,
The protruding end portion includes a first protruding end portion protruding into the intake passage and a second protruding end portion protruding from the exhaust passage,
And a bellows disposed at the second projecting end to surround the outer surface of the second projecting end,
A flange formed on a welded portion of the flange inserted into the tube insertion hole and welded to an inner surface of a corresponding hood, a welded portion of the flange and the flange, and one end of the flange and the second projected end, And the welded portions of the other end of the bellows are disposed in the inner space of the corresponding hood so as not to be exposed to the waste gas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001056194A (en) 1999-06-30 2001-02-27 Rohm & Haas Co High performance heat exchanger

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