KR101892572B1 - 금속제 열교환관 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관벽(2)과, 리브 최하부(31), 리브 측부(32) 및 리브 최상부(33)를 가지며 관 외측(21)에 둘러져 일체로 형성된 리브(3)를 갖되, 리브 최하부(31)는 관벽(2)으로부터 실질적으로 방사형으로 돌출되어 있고 리브 측부(32)에는 그 측방으로 배치되는 재료 돌출부(4)로서 형성되는 구성 요소가 더 구비되어 있으며 재료 돌출부(4)는 다수의 경계면(41, 42)을 포함하고 적어도 하나 이상의 재료 돌출부(4)의 경계면(42) 중 적어도 하나는 볼록하게 굴곡져 있는 금속제 열교환관(1)에 관한 것이다.

Description

금속제 열교환관{Metallic Heat Transfer Tube}
본 발명은 청구범위 제1항의 개념에 따른 금속제 열교환관에 관한 것이다.
금속 재질의 열교환관이 특히 관 외측에 순수한 재료 또는 혼합 재료로 구성된 액체를 응축시키기 위해 사용되고 있다. 냉동- 및 냉난방 기술 뿐 아니라 공정- 및 에너지 기술과 같은 많은 분야에서 응축 현상이 일어나고 있다. 관 외측에서는 순수한 재료 또는 혼합 재료로 구성된 증기가 액화되고 관 내측에서는 염수 또는 물이 가열되는 다관식 열교환기가 빈번하게 사용되고 있다. 이러한 장치를 다관식 응축기 또는 다관식 액화기라 한다.
다관식 열교환기용 열교환관은 통상적으로 적어도 하나 이상의 구조화된 영역 및 평활한 말단부와 경우에 따라 평활한 중간 연결부를 갖는다. 상기 평활한 말단부 또는 중앙 연결부는 상기 구조화된 영역을 한정한다. 따라서 상기 구조화된 영역의 외경이 평활한 말단부 및 중간 연결부의 외경에 비해 크지 않다면 상기 열교환관은 문제없이 다관식 열교환기에 설치될 수 있다. 현재 통상적으로 사용되고 있는 고효율 관은 동일한 직경의 평활관에 비해 약 4배의 효율을 가지고 있다.
관 외측에서 응결시 열 전달을 증대시키기 위한 다양한 형태가 공지되어 있다. 통상적으로 관의 외면에는 리브가 형성되어 있다. 이러한 리브 형성은 일차적으로는 관의 표면적을 증가시켜 응축이 보다 광범위하게 일어나게 한다. 평활관의 벽 재료로부터 리브를 형성하면 리브와 관벽 사이에 적절한 접촉이 이뤄지기 때문에 열 전달에 있어 매우 유리하다. 평활관의 벽 재료로부터 성형 공정을 통해 리브를 형성한 관을 일체로 압연한 리브관이라 한다.
리브 최상부에 노치를 형성하여 관의 표면적을 더 증가시키는 기술이 알려져 있다. 이러한 노치가 형성된 구조는 응축 공정에 바람직한 영향을 준다. 리브 최상부에 노치를 형성하는 기술은 예를 들면 US 3,326,283 및 US 4,660,630에 공지되어 있다.
최근 시판되고 있는 액화기용 리브관의 외측에는 인치 당 30 내지 45개의 리브가 형성되는 리브 밀도를 갖는 리브 구조가 형성되어 있다. 이는 약 0.85 내지 0.56mm의 리브 피치에 해당한다. 이러한 리브 구조들이 예를 들면 DE 44 04 357 C2, US 2008/0196776 A1, US 2007/0131396 A1 및 CN 101004337 A에 제시되어 있다. 리브 밀도 증가를 통한 성능 향상은 다관식 열교환기에서 나타나는 범람 효과(Inundation effect)에 의해 한계가 있다. 리브 간 이격 거리가 작게 되면 리브 사이의 공간에서 모세관 작용에 의해 응축물이 넘치게 되고, 리브 사이의 채널이 더욱 작게 되어 응축물의 흐름이 방해를 받게 된다.
또한 일정한 리브 밀도에서 리브 사이의 리브 측면 영역에 구성 요소를 추가 형성하여 액화관의 성능을 향상시킬 수 있는 구조가 공지되어 있다. 이러한 구조는 치형의 디스크를 통해 리브 측부에 형성될 수 있다. 이 경우 형성되는 재료 돌출부가 인접한 리브 사이에 형성된 공간으로 내부 돌출되어 있다. 이러한 구조의 실시형태를 US 2008/0196876 A1, US 2007/0131396 A1 및 CN 101004337 A에서 찾아볼 수 있다. 상기 특허 문헌에는 재료 돌출부가 평면의 경계면을 가진 구성 요소로서 기재되어 있다. 그러나 상기 평면의 경계면은 평면에 형성된 응축물이 경계면으로부터 분리되도록 하는 표면장력에 의해 유도되는 힘을 전혀 받지 않는 단점이 있다. 그 결과 열 전달을 지속적으로 방해할 수 있는 바람직하지 않은 액체 막이 형성된다.
본 발명의 목적은 동일한 관 측부에서 열 전달 및 압력 강하가 나타나며 동일한 제조 비용으로 제조할 수 있는 관 외측에서 액체의 응축을 위한 고효율의 열교환관을 제공하는데 있다. 이 경우 관의 기계적 안정성은 손상되지 않는다.
본 발명은 청구범위 제1항의 특징을 통해 잘 나타난다. 기타 인용 청구범위들은 본 발명의 유리한 실시형태 및 추가 실시형태에 관한 것이다.
본 발명은 관벽과, 리브 최하부, 리브 측부 및 리브 최상부를 가지며 관 외측에 둘러져 일체로 형성된 리브를 갖되, 상기 리브 최하부는 관벽으로부터 실질적으로 방사형으로 돌출되어 있고 상기 리브 측부에는 그 측방으로 배치되는 재료 돌출부로서 형성되는 구성 요소가 더 구비되며 상기 재료 돌출부는 다수의 경계면을 포함하는 금속 재질의 열교환관을 포함한다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나 이상의 재료 돌출부의 경계면 중 적어도 하나는 볼록하게 굴곡져 있다.
본 발명은 관 외측에서 열전달계수가 증가하는 구조화된 관에 관한 것이다. 구조화에 의해 열체적 저항의 주요 성분이 종종 내측까지 전이되기 때문에, 내측에서의 열전달계수를 결국 증가시켜야 한다. 관 내측에서의 열전달이 증가하면 통상적으로 관 측부에서의 압력 강하의 증가로 나타난다.
본 발명은 상기 일체로 압연된 리브 관이 관벽 및 관 외측에 나사선 형태로 둘러진 리브를 포함하는 것으로부터 시작한다. 상기 리브는 리브 최하부, 리브 최상부 및 양측에 리브 측부를 갖는다. 상기 리브 최하부는 관벽으로부터 실질적으로 돌출되어 있다. 상기 리브의 높이는 관벽으로부터 리브 최상부까지 측정한 거리이고, 바람직하게는 0.5 내지 1.5mm이다. 상기 리브의 외형은 리브 최하부 영역 및 리브 최하부에 연결된 리브 측부의 영역에서 방사 방향으로 오목하게 굴곡진 형태이다. 상기 리브 최상부 및 리브 최상부에 연결된 리브 측부의 영역에서 상기 리브의 외형은 방사 방향으로 볼록하게 굴곡져 있다. 대략 리브 높이의 1/2에서 상기 볼록한 굴곡부는 오목한 굴곡부로 전환된다. 상기 볼록한 굴곡부의 영역에서 생성되는 응축물은 표면장력에 의해 떨어져 나온다. 응축물은 오목한 굴곡부의 영역에 모여 물방울을 형성한다.
본 발명에 따른 추가적인 구성요소는 상기 리브 측부에 측방으로 재료 돌출부 형태로 형성된다. 상기 재료 돌출부는 상부의 리브 측부의 재료로부터 형성되며, 상기 리브 측부에서 공구를 이용하여 리브 측부의 재료를 비슷하게 단편을 떼어내되 리브 측부로부터 분리하지는 않는다. 상기 재료 돌출부는 리브에 견고하게 연결되어 있다. 상기 연결 위치에서 리브 측부와 재료 돌출부 사이에 오목한 가장자리가 형성된다. 상기 재료 돌출부는 2개의 리브 사이의 공간에서 실질적으로 리브 측부의 축방향으로 연장되어 있다. 상기 재료 돌출부는 특히 대략 리브 높이의 1/2 위에 배치될 수 있다. 상기 재료 돌출부는 관의 표면적을 증가시킨다.
인접한 리브의 대향 위치해 있는 재료 돌출부는 서로 접촉하지 않는다. 이를 위해 상기 재료 돌출부의 축방향 연장부는 2개 리브 사이 공간의 반폭보다 약간 작다. 예를 들면 냉각제 R134a 또는 R123용 액화관의 경우 2개 리브 사이 공간의 폭은 약 0.4mm이고, 재료 돌출부의 축방향 연장부는 0.2mm 미만이다.
본 발명에 따르면, 상기 재료 돌출부는 적어도 하나 이상의 볼록한 굴곡면에 의해 한정된다. 이러한 볼록한 형태에 의해 상기 추가 구성요소의 효과가 개선된다. 표면장력에 의해 응축물은 볼록한 굴곡면으로부터 떨어져 나와 재료 돌출부와 리브 측부 사이의 접합부의 오목한 가장자리로 이동한다. 따라서 상기 재료 돌출부의 볼록하게 굴곡진 경계면에서 응축물의 막이 얇게 형성되어 내열성이 악화된다. 상기 재료 돌출부는 대략 리브의 볼록한 굴곡 형태가 오목한 굴곡 형태로 전환되는 리브 측부의 영역에 배치되어 있다. 상기 리브의 상부 영역 및 재료 돌출부로부터 응축물이 상기 연결부에서 만나 리브의 오목한 굴곡부에서 물방울을 형성한다.
US 2007/0131396 A1 및 US 2008/0196876 A1에 기재되어 있는 리브 측부에 측방으로 마련된 부가 구조물은 위에서 언급한 유리한 특성을 갖지 않는 평면의 구성요소이다.
특히 상기 관 외측에서의 유효한 열전달과 관련하여 관 내측에서의 열전달이 증대되어 액화기의 크기를 상당히 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 이로 인해 액화기의 제조비용이 감소된다. 이 경우 본 발명에 의하면 관의 기계적 안정성과 압력강하에 어떠한 악영향 없이 액화기를 제조할 수 있다. 이 밖에도, 최근 주로 사용되고 있는 무-염소 안전 냉각제와 같이 전체 장치 비용에 있어서 무시할 수 없는 비용 부분을 차지하는 냉각제의 필요 충전량을 줄일 수 있다. 특별한 경우에만 사용되는 독성 또는 연소성 냉각제의 충전량을 감소시킴으로써 잠재 위험을 더욱 낮출 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 볼록한 경계면의 국소 곡률반경은 리브 측부로부터의 거리가 증가하면서 감소될 수 있다. 상기 볼록한 경계면의 각 지점에서 접촉원(Osculating circle)의 반경으로서 국소 곡률반경이 한정될 수 있다. 이때 상기 접촉원은 리브 측부에 대해 수직으로 정렬되는 평면에 위치된다. 상기 경계면을 임의로 형성하여 국소 곡률반경을 변경시킬 수 있다. 상기 경계면이 액체 막에 의해 덮여지면 표면장력 및 변경된 곡률반경에 의해 액체 막 내에서 압력 구배가 발생한다. 이러한 압력 구배에 의해 곡률반경이 작은 영역으로부터 액체가 떨어져 나와 곡률반경이 큰 영역으로 이동한다. 상기 재료 돌출부의 경계면의 국소 곡률반경이 리브 측부로부터의 거리가 멀어짐으로써 작아지는 것이 특히 유리하다. 상기 리브 측부로부터 떨어진 재료 돌출부의 영역으로부터 응축물이 특히 효율적으로 떨어져 나와 리브 안쪽으로 이송된다.
바람직하게는, 상기 볼록하게 굴곡진 경계면은 관벽과 다른 방향을 향할 수 있다. 이 경우 상기 경계면에서 응축된 증기가 방해받지 않고 유입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 경계면의 굴곡부는 리브 측부에 평행한 면에서 볼록하게 굴곡질 수 있는 바, 이 경우 리브 측부에 수직인 평면에서 볼록한 경계면의 굴곡부는 리브 측부에 평행한 평면에서 볼록한 경계면의 굴곡부보다 강도가 더 높다. 이로 인해 상기 재료 돌출부의 최상부로부터 측방향으로 응축물이 리브 안쪽으로 보다 유리하게 이동된다.
상기 볼록한 경계면의 평균 곡률반경으로서 표시되는 가상의 원의 반경은 3개의 지점에서 측정을 통해 결정될 수 있다. 특히 유리한 실시형태에 있어서, 상기 가상의 원의 반경은 관 둘레 방향에 수직인 단면에 위치하고 P1, P2 및 P3에 의해 한정되며 1mm 미만일 수 있다. P1은 상기 재료 돌출부의 볼록한 경계면에서 리브 측부에 인접한 지점이고, P3는 상기 재료 돌출부의 볼록한 경계면에서 리브 측부로부터 가장 멀리 떨어진 지점이며, P2는 상기 재료 돌출부의 볼록한 경계면의 외곽선에서 P1 및 P3 사이의 중간 지점이다. 상기 곡률반경이 1mm를 넘으면, 통상적으로 사용되는 물질, 예를 들면 냉각제 또는 탄화수소 물질은 중력에 대해 충분히 큰 표면장력을 얻을 수 없어 응축물의 이송에 결정적인 영향을 끼치게 된다.
바람직하게는, 상기 재료 돌출부의 볼록한 경계면은 최상부의 영역에서 리브 측부로부터 가장 멀리 떨어진 P3을 통해 볼록한 굴곡부와 함께 외부로 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 재료 돌출부의 최상부는 보통 나선형으로 굴곡진다. 이러한 구조에 의해 상기 리브 사이에 형성되는 공간을 조절하여 동일한 리브 간격에서도 더 넓은 응축을 위한 표면적을 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 리브 측부에 배치된 재료 돌출부는 둘레 방향으로 이격될 수 있다. 이러한 구성에 의해 응축이 일어나는 가장자리가 더 형성된다. 또한 2개의 재료 돌출부 사이의 영역 내에서 리브 측부에 모여진 응축물이 리브 최하부로 흐를 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 리브 측부에 배치된 재료 돌출부는 둘레 방향으로 동일 거리에 있고 적어도 그 폭만큼 이격될 수 있다. 이러한 구조에 의해 상기 리브 측부에 모이는 응축물을 위한 충분한 공간이 제공되어 응축물 이동이 가능해진다.
이하, 개략적인 도면을 참고하여 본 발명의 실시형태들을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 재료 돌출부를 가진 열교환관의 리브 절단부의 부분 사시도이다.
도 2는 볼록하게 굴곡진 경계면을 가진 도 1에 도시된 재료 돌출부의 상세도이다.
도 3은 2개의 볼록하게 굴곡진 경계면을 가진 재료 돌출부의 또 다른 상세도이다.
도 4는 이중으로 볼록하게 굴곡진 경계면을 가진 재료 돌출부의 또 다른 상세도이다.
도 5는 리브 측부로부터 가장 멀리 떨어진 지점을 지나는 연장선이 표시된 재료 돌출부의 또 다른 상세도이다.
도 6은 열교환관 절단부의 외측을 나타내는 부분 사시도이다.
도 7은 열교환관 절단부의 내측을 나타내는 부분 사시도이다.
도 8은 열교환관 절단부의 단면도이다.
모든 도면에서 서로 상응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시한다.
도 1은 3개의 재료 돌출부(4)를 가진 열교환관(1)의 리브 절단부를 나타내는 부분 사시도이다. 관 외측(21)에 둘러져 일체로 형성된 리브(3)의 일부가 도시되어 있다. 리브(3)는 도 1에 도시되지 않은 관벽에 부착된 리브 최하부(31), 리브 측부(32) 및 리브 최상부(33)를 갖는다. 리브(3)는 상기 관벽으로부터 방사형으로 돌출되어 있다. 리브 측부(32)에는 리브 측부(32)에 측방으로 부착된 재료 돌출부(4)로서 형성되는 구성요소가 추가적으로 제공되어 있다. 재료 돌출부(4)는 다수의 경계면(41, 42)을 포함한다. 도시되어 있는 실시형태에서는 재료 돌출부(4)의 3개의 경계면(42)이 상기 관벽과 다른 방향으로 볼록하게 굴곡져 있다. 본 발명에 따르면 원칙적으로 각 재료 돌출부(4)에는 경계면(42) 또는 동일한 다수 개의 경계면(42)이 볼록한 굴곡부와 함께 구비될 수 있다. 다른 나머지 볼록하지 않은 경계면(41)은 평면이나 오목하게 형성될 수도 있다. 일체로 형성된 재료 돌출부(4)의 재료는 일차적으로 리브 측부(32)의 재료이며, 열교환관(1)의 제조시 재료 이동에 의해 홈(34)이 형성된다.
도 2는 볼록하게 굴곡진 경계면(42)을 가진 재료 돌출부(4)의 상세도이다. 다른 나머지 볼록하지 않은 경계면(41)은 평면 형태로 연속되어 있다. 상기 볼록면의 영역에서는 가스상으로부터 응결된 응축물이 표면장력에 의해 이동됨으로써 오목한 굴곡부의 영역에서 응축물이 증가하거나 평면의 표면 영역에 쌓일 수 있게 된다.
가상의 원(K)의 볼록한 경계면(42)의 평균 굴곡반경(RM)은 3개의 지점 P1, P2 및 P3에 의해 한정된다. 반경(RM)은 볼록한 표면의 돌출 정도에 대한 특징적인 척도로서 사용될 수 있다. P1은 상기 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)에서 리브 측부에 인접한 지점이고, P3는 상기 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)에서 리브 측부로부터 가장 멀리 떨어진 지점이며, P2는 상기 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)의 외곽선에서 P1 및 P3 사이의 중간 지점이다. 일체로 압연 형성된 리브를 포함하는 본 발명의 열교환관의 통상적인 구조적 크기에서 평균 곡률반경(RM)은 전형적으로 마이크로미터 이하의 범위이다.
재료 돌출부(4)의 서로 대향 위치해 있는 2개의 볼록하게 굴곡진 경계면을 가진 재료 돌출부(4)의 또 다른 상세도가 도 3에 도시되어 있다. 이러한 기하학적 구조에 의해 재료 돌출부(4)의 최상부로부터 시작하여 특히 리브 측부를 향해 효과적으로 응축물이 내부로 이동된다. 보다 효율적인 응축물 이동을 위해 경계면(41)과 함께 경계면(42)도 볼록한 굴곡부를 포함할 수 있다. 이러한 실시형태는 일체화된 리브 및 재료 돌출부(4)를 구조화할 때 공정 기술적으로 높은 수준이 요구될 수 있다.
또 다른 유리한 실시형태의 또 다른 상세도인 도 4에 도시되어 있는 재료 돌출부(4)는 볼록하게 굴곡진 경계면(42)과 평면의 측면(41)을 구체화하고 있다. 이때 상기 리브 측부에 수직인 평면에서 상기 볼록한 경계면의 굴곡부는 리브 축부에 평행한 면에서 볼록한 경계면(42)의 굴곡부에 비해 강도가 크다. 이렇게 굴곡진 표면에 의해 리브 측부 쪽으로 응축물의 흐름이 더욱 촉진된다.
또 다른 예시적인 실시형태를 도시하고 있는 도 5는 평면의 경계면(41) 및 리브 측부로부터 가장 멀리 떨어진 P3을 지나는 연장선이 표시되어 있는 재료 돌출부(4)의 상세도이다. 이 실시형태에서는 재료 돌출부(4)의 최상부(SP)가 리브 최하부로 안쪽을 향해 나선형태로 말려져 있다. 이러한 구성에 의해 상기 리브 사이의 공간을 임의로 형성하여 응축을 위한 또 다른 표면을 얻을 수 있다. P1, P2 및 P3에 의해 가상의 원(K)의 볼록한 경계면(42)의 굴곡반경(RM)이 다시 특정된다.
도 6은 열교환관 절단부(1)의 외측을 나타내는 부분 사시도이다. 열교환관 절단부의 내측에 대한 또 다른 부분 사시도가 도 7에 도시되어 있다. 관 외측(21)에 일체로 형성되고 관축(A) 주위를 둘러싸는 리브(3)가 도시되어 있다. 리브 최상부(33)은 관벽(2)으로부터 떨어져 있고, 리브 최하부(31)에서 관벽과 연결되어 있다. 리브 측부(32)에는 리브 측부(32)에 측방으로 부착된 재료 돌출부(4)가 형성되어 있다. 재료 돌출부(4)의 경계면(42)은 관벽(2)과 다른 방향을 향하여 볼록하게 형성되어 있다. 다른 나머지 볼록하지 않은 경계면(41)은 도 6에 따른 실시형태에서는 평면 형태이다. 도 7에서는 측방의 경계면(41)은 평면이고, 관 내측을 향하는 측방의 경계면(41)은 오목하게 형성되어 있다. 일체로 형성된 재료 돌출부(4)는 일차적으로 리브 측부(32)의 재료로 형성되고 부분적으로 리브 최상부(33)의 영역의 재료로 형성되어 홈(34)이 형성된다. 리브 측부(32)에 배치되어 있는 재료 돌출부(4)는 둘레 방향(U)으로 동일한 거리에 있고, 대략 그 폭만큼 이격된다. 재료 돌출부(4)의 축 방향 연장부는 2개 리브(3) 사이 공간의 반폭보다 작게 선택되므로 인접한 리브의 대향 위치해 있는 재료 돌출부는 서로 접촉하지 않게 된다. 관 내측(22)에는 나선형으로 내부 리브(5)가 배치되어 평활관에 비해 열교환관(1)의 내부에서 액체로 열전달이 더욱 증가된다.
도 8은 열교환관 절단부(1)의 단면도이다. 관 내측(22)에는 나선형태의 내부 리브(5)가 있다. 관 외측(21)에서 리브(3)는 규칙적인 배열로 관벽(2)에 대해 수직으로 배치되어 있고, 리브 최상부(33)는 약간 평평하게 되어 있다. 리브 측부(32)에 부착되어 관벽(2)과 다른 방향을 향하는 재료 돌출부(4)의 경계면(42)은 볼록하게 형성되어 있으며, 관 내측(22)을 향하는 경계면(41)은 오목하게 형성되어 있다. 인접한 리브(3)의 대향 위치해 있는 재료 돌출부는 접촉하지 않게 된다. 이러한 구성에 의해 모여진 응축물의 이송을 위한 충분한 공간이 형성되게 된다.
1 열교환관
2 관벽
21 관 외측
22 관 내측
3 관 외측의 리브
31 리브 최하부
32 리브 측부
33 리브 최상부
34 홈
4 재료 돌출부
41 경계면
42 볼록한 경계면
5 관 내측의 리브
SP 재료 돌출부의 최상부
U 관 둘레 방향
A 관축
RM 평균 곡률반경
K 원
P1, P2, P3 볼록한 경계면 상의 지점

Claims (8)

  1. 관벽(2)과, 리브 최하부(31), 리브 측부(32) 및 리브 최상부(33)를 가지며 관 외측(21)에 둘러져 일체로 형성된 리브(3)를 갖되, 리브 최하부(31)가 관벽(2)으로부터 방사형으로 돌출되어 있고 리브 측부(32)에는 그 측방으로 배치되는 재료 돌출부(4)로서 형성되는 구성 요소가 더 구비되어 있으며 재료 돌출부(4)가 다수의 경계면(41, 42)을 포함하는 증기 응축용 금속제 열교환관(1)으로서,
    적어도 하나 이상의 재료 돌출부(4)의 관벽(2)으로부터 떨어져 대향하는 경계면(42)이 볼록하게 굴곡져 있고, 볼록한 경계면(42)의 국소 곡률반경이 리브 측부(32)로부터의 거리가 증가하면서 감소되는 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
  2. 제1항에 있어서, 경계면(42)의 곡률이 리브 측부(32)에 평행한 면에서 볼록하게 굴곡져 있고, 리브 측부(32)에 수직인 면에서의 볼록한 경계면(42)의 곡률이 리브 측부(32)에 평행한 면에서의 볼록한 경계면(42)의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
  3. 관벽(2)과, 리브 최하부(31), 리브 측부(32) 및 리브 최상부(33)를 가지며 관 외측(21)에 둘러져 일체로 형성된 리브(3)를 갖되, 리브 최하부(31)가 관벽(2)으로부터 방사형으로 돌출되어 있고 리브 측부(32)에는 그 측방으로 배치되는 재료 돌출부(4)로서 형성되는 구성 요소가 더 구비되어 있으며 재료 돌출부(4)가 다수의 경계면(41, 42)을 포함하는 증기 응축용 금속제 열교환관(1)으로서,
    적어도 하나 이상의 재료 돌출부(4)의 관벽(2)으로부터 떨어져 대향하는 경계면(42)이 볼록하게 굴곡져 있고, 경계면(42)의 곡률이 리브 측부(32)에 평행한 면에서 볼록하게 굴곡져 있고, 리브 측부(32)에 수직인 면에서의 볼록한 경계면(42)의 곡률이 리브 측부(32)에 평행한 면에서의 볼록한 경계면(42)의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 가상의 원(K)의 반경(RM)이 관 둘레 방향(U)에 수직인 단면에 위치하고, 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)에서 리브 측부(32)에 인접한 지점인 P1, 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)에서 리브 측부(32)로부터 가장 멀리 떨어진 지점인 P3, 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)의 외곽선에서 P1과 P3 사이의 중간 지점인 P2에 의해 한정되며, 1mm 미만인 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
  5. 제4항에 있어서, 재료 돌출부(4)의 볼록한 경계면(42)이 최상부(SP)의 영역에서 리브 측부(32)로부터 가장 멀리 떨어진 P3을 통해 볼록한 굴곡부와 함께 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 리브 측부(32)에 배치된 재료 돌출부(4)가 둘레 방향(U)으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 리브 측부(32)에 배치된 재료 돌출부(4)가 둘레 방향(U)으로 동일 거리에 있고 적어도 그 폭만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 금속제 열교환관(1).
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