KR101965247B1 - 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스용 판형열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이드판넬과 코너빔으로 이루어진 틀안에 전열판을 적층, 용접연결하여 고온측과 저온측유로가 서로 엇갈리게 형성되어 상호 혼합되지 않는 구조의 가스용 판형열교환기에 있어서, 적층된 전열판과 코너빔사이에 "U"자 모양으로 가공된 스프링을 용접 연결하고 적층된 전열판중 좌,우측 맨 가장자리 전열판과 사이드판넬 사이에"U"자 모양으로 가공된 스프링을 용접 연결한 후 각각의 스프링의 코너부위를 서로 용접 연결하고, 상기 스프링의 외주면에는 프리트, 안료 및 실리콘계 오일을 포함하는 내산성 유약을 도장한 후 소성하여 내산성 코팅층이 형성되어 열팽창길이 편차에 의한 코너 연결부위의 균열현상을 방지할 수 있으며, 열팽창흡수 스프링의 외주면에 스프링의 부식을 방지하도록 내산성 코팅층이 형성되어 가스용 판형열교환기의 내구성이 향상되는 장점이 있는 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링에 관한 것이다.

Description

가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링{A SPRING FOR ABSORBING THERMAL EXPANSION OF PLATE TYPE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 가스용 판형열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온가스와 저온공기가 적층된 전열판에 의해 열교환이 이루어지는 가스용 판형열교환기에서 고온가스에 의한 전열판의 열팽창길이와 사이드판넬 및 코너빔과의 열팽창길이 편차에 의한 모서리부분 용접, 열결부에 균열이 방지하도록 보강하는 구조에 관한 것이다.

판형 열교환기를 사용하여 고온의 가스를 열교환할 시 열교환이 이루어지는 전열판의 열팽창이 상당히 크기 때문에 상대적으로 열팽창이 적은 사이드판넬 및 코너빔과의 용접된 연결부위에서 균열현상이 발생될 수 있다.

이러한 문제로 인하여 종래의 가스용 판형열교환기는 고온가스에 적용하기 어려웠거나 전열판과 사이드판넬 및 코너빔 연결을 용접대신 가스켓을 삽입하여 제작하기도 하였으나 이 구조는 누설가스의 양이 많고 전열면의 변형을 발생시키는 단점이 있다.

또한, 전열판 자체에 물결모양의 굴곡을 주어 열팽창을 흡수하는 구조로 제작하기도 했으나 이 구조는 전열판과 전열판사이의 간격을 유지시키기 어려워 열교환시 심한 진동으로 인해 소음 및 전열판의 변형을 발생시키며 유로의 불균일성으로 인해 차압이 상승하며 부분적인 부식이 발생된다. 또한 가스성분중 먼지등의 더스트가 포함되어 있을 경우 청소가 어렵다는 단점이 있다.

대한민국 등록 실용신안 제20-0274469호

본 고안은 상술한 바와 같이 종래의 가스용 판형열교환기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 고안의 목적은 전열판의 열팽창길이와 사이드판넬 및 코너빔과의 열팽창길이 편차에 의한 모서리부분 용접부에 균열(Crack)발생을 방지하는데 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링은 사이드판넬과 코너빔으로 이루어진 틀안에 전열판을 적층, 용접연결하여 고온측과 저온측유로가 서로 엇갈리게 형성되어 상호 혼합되지 않는 구조의 가스용 판형열교환기에 있어서, 적층된 전열판과 코너빔사이에 "U"자 모양으로 가공된 스프링을 용접 연결하고 적층된 전열판중 좌,우측 맨 가장자리 전열판과 사이드판넬 사이에"U"자 모양으로 가공된 스프링을 용접 연결한 후 각각의 스프링의 코너부위를 서로 용접 연결하고, 상기 스프링의 외주면에는 프리트, 안료 및 실리콘계 오일을 포함하는 내산성 유약을 도장한 후 소성하여 내산성 코팅층이 형성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 프리트는 이산화규소 100중량부에 대해 선형 나노금속 분말 50 내지 100중량부, 산화붕소 20 내지 30중량부, 산화나트륨 20 내지 30중량부, 산화칼슘 5 내지 10중량부, 아질산칼슘 1 내지 5중량부, 바이오차 1 내지 3중량부를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 내산성 코팅층과 상기 스프링 사이에는 전처리층이 포함되되, 상기 전처리층은 산화아연 100중량부에 대해 수산화나트륨 100 내지 200중량부, 질산칼슘 1 내지 5중량부, 규불화염 1 내지 3중량부가 포함되는 것이 특징이다.

아울러, 상기 스프링의 외주면에는 에칭오일을 도포한 후에 제거하여 상기 내산성 코팅층이 도포되도록 하되, 에칭오일은 주재로 오일 100중량부에 대해 황산 30 내지 50중량부, 아스코빅 액시드 5 내지 10중량부, 음이온교환기를 가지는 수지분말 1 내지 3중량부가 포함되는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링은 열팽창길이 편차에 의한 코너 연결부위의 균열현상을 방지할 수 있으며, 열팽창흡수 스프링의 외주면에 스프링의 부식을 방지하도록 내산성 코팅층이 형성되어 가스용 판형열교환기의 내구성이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열팽창흡수 스프링이 적용된 가스용 판형열교환기의 일 실시 예를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 "A"-"A"선의 단면도.
도 3은 도 2의 "B"-"B"선의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 구성인 스프링의 일 실시 예를 나타내는 도면.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명은 전열판(2)을 적층, 용접연결하여 고온가스측과 저온공기측유로가 서로 엇갈리게 형성되어 상호 혼합되지 않는 구조의 가스용 판형열교환기(1)에 관한 것으로서 전열판(2)의 열팽창길이와 사이드판넬(3) 및 코너빔(4)과의 열팽창길이 편차에 의한 모서리부분 용접부의 균열(Crack)발생을 방지하는하도록 보강하는 구조에 관한 것이다.

이하, 첨부한 예시도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

상술한 목적을 이루기 위한 본 발명은 도 1, 도 2 와 도 3에 도시한 바와 같이, 고온부와 저온부의 유로가 서로 엇갈리게 전열판(2)이 적층, 용접된 구조에서 적층된 전열판과 사이드판넬 및 코너빔과의 열팽창길이 편차에 의한 용접, 연결부 균열(crack)을 방지하기 위해 연결부위에 "U"자 모양으로 가공된 스프링(5)을 적용하여 열팽창 길이 편차를 흡수하도록 하는데 있다.

한편, 상기 스프링(5)은 그 배치에 따라 빔스프링(51), 판넬스프링(52) 및 사이드스프링(53)으로 구분할 수 있게 된다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 적층된 전열판(2)의 수직방향으로의 열팽창은 빔스프링(51)과 판넬스프링(52)이 흡수하는 구조로 되어있다.

이때, 상기 빔스프링(51)은 "U"자 모양으로 가공된 스프링이 한쪽 끝은 코너빔(4)을 따라 용접, 연결되어지고 다른 한쪽은 적층된 전열판(2)의 모서리를 따라 용접, 연결된다.

또한, 상기 판넬스프링(52)은 "U"자 모양으로 가공된 스프링이 한쪽 끝은 사이드판넬(3)을 따라 용접, 연결되어지고 다른 한쪽은 적층된 전열판(2)중 좌,우측 맨 가장자리 전열판에 용접, 연결된다. 이렇게 용접, 연결된 빔스프링(51)과 판넬스프링(52)은 코너에서 서로 용접, 연결되어 열팽창 흡수를 함과 동시에 완전한 기밀을 유지하게 된다.

아울러, 상기 사이드스프링(53)은 도 3에서와 같이 적층된 전열판(2)의 맨가장자리 좌,우 양측과 상,하부에 각각 적용하여 적층된 전열판(2)의 수평방향으로의 열팽창을 흡수해 준다.

상술한 바와 같이 본 실시 예는 고온가스를 열교환하는 데 있어 발생할 수 있는 코너 연결부위의 균열(crack)현상을 구조적인 방법으로 방지할 수 있어 열교환기의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 빔스프링(51), 판넬스프링(52) 및 사이드스프링(53)을 포함하는 상기 스프링(5)은 열교환 과정에서 그 외측에 흐르는 산 성분이 포함된 가스가 노출되어 스프링(5) 표면에 응축이 발생하여 저온부식이 발생할 수 있게 되는 바, 이하에서는 도 4를 참고하여 이를 방지하기 위한 구성으로 상기 스프링(7)에 내산성 코팅층(10)이 형성되는 예에 대해 설명하기로 한다.

상기와 같이 상기 스프링(5)에 내산성 코팅층(10)이 형성됨으로써, 스프링의 바깥쪽에 흐르는 산 성분이 포함된 가스가 산노점에 노출되어 스프링(5) 표면에 응축이 발생하더라도 금속재질의 스프링(5)과의 접촉을 내산성 코팅층(10)이 차단하는 구조로 되어 있기 때문에 저온부식 발생을 억제할 수 있게 된다.

즉 본 실시 예는 산 성분을 포함한 가스를 열교환 하는데 있어 발생될 수 있는 스프링(5) 표면의 저온부식현상을 방지도록 구성하여 스프링(5)의 수명을 연장시켜 주기적으로 스프링(5)를 교체해야 하는 번거로움과 비용부담을 줄일 수 있게 되는 것이다.

상기에서 언급한 바와 같이 본 실시예는 스프링(5)의 외주면에 프리트, 안료 및 실리콘계 오일을 포함하는 내산성 유약을 도장한 후 소성하여 내산성 코팅층(10)이 형성되도록 하되, 상기 프리트는 이산화규소 100중량부에 대해 선형 나노금속 분말 50 내지 100중량부, 산화붕소 20 내지 30중량부, 산화나트륨 20 내지 30중량부, 산화칼슘 5 내지 10중량부, 아질산칼슘 1 내지 5중량부, 바이오차 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 내산성 유약은 프리트, 안료, 및 실리콘계 오일을 첨가하여 건식분쇄 하여 건식유약으로서 제조되는 것으로, 상기 프리트(FRIT)는 소성과정에 기해 유리질의 도포층(법랑층)이 스프링(5)에 도포되도록 하는 것으로, 이러한 프리트의 작용에 기해 스프링(5)에 다양한 내성들이 강화되는 것으로 특히 상기에서 언급한 바와 같이 내산성이 향상되도록 하는 것이다. 여기서, 상기 프리트는 상기 내산성 유약의 주요 성분으로, 첨가물의 종류와 그 배합비에 따라 다양한 기능들을 발휘하게 된다.

상기 이산화규소(SiO2)는 유리질의 내산성 코팅층(10)을 결정하는 것으로 그 첨가량이 미미한 경우 법랑층의 단단함이나 내열 충격성 등이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

단, 종래 기술에서는 이산화규소(SiO2)를 과도하게 첨가하여 이산화규소(SiO2)에 형성되는 미세공극에 의해 코팅층 자체가 차열층으로서 기능을 하게 되어 열교환효율을 저하시키는 문제가 있었다.

이에 본 실시 예에서는 이산화규소(SiO2)에 더하여 선형 금속나노분말이 첨가되도록 하고 있다. 선형 금속나노분말이 더 첨가되도록 하여 재질에 의해 열전달율을 높이도록 하는 것이며, 선형을 이루는 금속나노분말에 의해 페이스트의 가교작용이 이루어지도록 하여 소성 후 경화과정 등에서 페이스트에 발생하는 인장력을 완화시켜 페이스트의 미세균열을 제어토록 하는 것이고, 도포과정에서 연행된 기포를 제거하도록 하는 것이다.

이러한 선형 금속나노분말은 다양한 공지의 방법에 의해 제조될 수 있는 바, 일 예로 나노금속으로 이산화티탄을 사용하는 경우 염기성 수용액을 제조하고 상기 염기성 수용액에 적정 중량비로 이산화티탄을 첨가하여 교반시키고 이렇게 교반된 혼합물을 고온에서 적정시간을 반응시키고 이러한 반응후 용매 및 불순물을 제거하여 결정화 시켜 제조되도록 하는 예가 제시될 수 있다.

이렇게 다양한 공지의 방법에 의해 제조되는 선형 금속나노분말은 페이스트에서 보강섬유와 같은 기능을 하는 것으로 열전도성이 우수하고 인장강도가 큰 금속재질을 사용하여 나노화 시키면서도 선형의 구조를 가지도록 하여 페이스트에서 가교작용이 이루어지도록 하는 것이다.

즉 일반적인 금속나노분말의 경우 구형에 가까운 형상을 가지고 있어 단지 페이스트에서 충진제로서 기능을 수행할 뿐인데 본 실시 예에서는 선형의 금속나노분말이 첨가되도록 하여 페이스트의 인장강도를 보강하도록 하는 것이다. 이렇게 하여 페이스트의 미세균열을 제어하거나 미세균열이 발생되는 경우에도 미세균열의 간극을 선형의 금속나노분말이 연결되도록 하여 미세균열의 간극을 통해서도 열이 전달되도록 하는 것이다.

특히 이렇게 선형의 금속나노분말을 첨가하는 이유는 기존의 경우 유약을 코팅하고 난 후에 코팅막 속에 형성되는 기포를 제거하는 것이 용이하지 않으며 이렇게 코팅막 속에 형성되는 기포를 제거하는 것이 코팅품질을 좌우하는 것으로서 코팅 공정에 있어서 매우 중요한데 본 실시 예에서는 도포과정 등에서 연행된 기포와 선형의 금속나노분말의 충돌에 의해 연행된 기포를 물리적으로 터트리도록 하여 코팅막의 품질을 향상시키도록 하는 것이다.

상기 산화붕소(B2O3)의 경우 열팽창을 작게 하도록 하여 온도가 급변할 때 스프링(5) 자체가 온도에 따라 변형되더라도 내산성 코팅층(10)이 박리되지 않고 견고하게 융착되도록 한다.

상기 아질산칼슘은 페이스트의 내산성을 증진시켜 스프링(5)의 부식을 방지하도록 하는 것이다. 즉 스프링(5)를 부식으로부터 보호하는 작용을 하는 것으로서 비교적 소량을 사용하여도 방청작용을 하는 것이다.

이러한 아질산칼슘의 작용기작은 아질산이온(NO2-)이 철(Fe)로부터 용출된 철이온(Fe++)과 반응하여 녹 성분인 수산화제이철[Fe(OH)3]의 생성을 차단하면서 안정한 화합물인 Fe2O3를 생성되게 된다.

이렇게 생성된 Fe2O3는 철 표면에 생긴 부식 지점에 피막을 형성하여 폐쇄시키므로 철의 부식 진행을 방지하게 되는 것이다.

상기 바이오차는 상기 내산성 코팅층(10)의 도포후 소성가공하는 과정에서 피쉬스케일이 형성되는 것을 방지토록 하여 스프링(5)의 내구성을 향상시키기 위한 것이다.

즉 소성가공하는 과정에서 수증기와 상기 내산성유약의 수분이 가수분해 되면서 수소가스 등 가스가 발생하여 스프링(5)조직의 내부로 고용되는데 스프링(5) 조직상에 고용된 수소는 해당 스프링(5)의 수소고용 능력이 과포화 되면 냉각공정 중에 과포화된 수소가 스프링(5) 조직 외부로 방출되며 스프링(5)의 표면에 코팅되어 있던 내산성 코팅층(10)은 상기와 같은 과포화 방출 수소 가스압에 의해 물고기 비늘 모양으로 균열을 유발하게 되는 것이다.

이러한 균열을 피쉬스케일 현상이라고 한다. 이렇게 발생된 피쉬스케일에 의해 내산성 코팅층(10) 그 자체로 내구성이 저하되며 사용중에 피쉬스케일로 산화가 되어 향후적으로 내구성 저하 포인트로서 작용을 하게 되는 것이다.

이에 본 실시 예에서는 프리트의 조성으로서 바이오차가 첨가되도록 하는 바, 이러한 바이오차(Biochar)는 바이오매스, 폐자원들을 무산소 또는 저산소 조건에서 열분해함으로서 얻어지는 다공성 고탄소물질로서 수소를 고정시키도록 하는 것이다. 상기 내산성 유약에 있어 프리트에 바이오차가 배합됨으로써 소성 후 냉각과정에서 수소를 흡수토록 하여 내산성 코팅층(10)의 피쉬스케일 발생을 제어토록 하는 것이다.

한편 소성과정에서 경우에 따라 스프링(5)와 내산성 코팅층(10)의 이질의 재질에 기해 열팽창계수의 차이 등으로 냉각과정에서 내산성 코팅층(10)에 들뜸현상이 발생될 수 있다. 이에 본 실시 예에서는 도면에 도시된 바는 없으나 상기 내산성 코팅층(10)과 스프링(5) 면 사이에 전처리층이 도포되도록 하는 예를 제시한다.

상기 전처리층은 산화아연 100중량부에 대해 수산화나트륨 100 내지 200중량부, 질산칼슘 1 내지 5중량부, 규불화염 1 내지 3중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 조성을 가진 전처리층에 의해 미세하고 균일한 아연층이 형성되며 이러한 전처리층 상부에 내산성 코팅층(10)을 도포함으로써 스프링(5)와 내산성 코팅층(10)간의 부착력을 강화시키는 것이다.

특히 상기 전처리층에는 수산화나트륨, 산화아연에 더하여 질산칼슘이 첨가되도록 하는데 스프링(5)에 전처리층을 도포하여 경화하는 과정에서 코팅층에 미세균열이 발생될 수 있는 바, 이러한 미세균열은 내산성 코팅층(10)과의 접착력을 저하시키는 원인이 되므로 상기 전처리층에는 질산칼슘이 포함되도록 하는 것이다.

상기 질산칼슘은 반응과정에서 경화열 일부를 흡수함으로써 전체 경화열을 저하시키도록 하는 것으로 이러한 작용에 의해 경화열에 의한 미세균열의 발생을 제어토록 하는 것이다.

그런데 상기 수산화나트륨은 일부가 미반응으로 잔존하는 경우가 있는데, 잔존하는 수산화나트륨(NaOH)은 물에 대한 용해도가 높기 때문에 수분이 존재하면 재용해 되어 용출되는 문제점이 있다.

따라서 수산화나트륨과 반응을 하여 불용화하고, 이러한 반응물이 페이스트에서 미세공극을 충진시키도록 하는 규불화염이 더 첨가되도록 한다. 즉 규불화염의 첨가됨으로써 잔존하는 수산화나트륨과 반응하여 재용출의 문제를 제어하면서 반응결과물에 의해 페이스트의 미세공극을 채움으로써 특히 전처리에 의한 코팅층의 표면을 완전히 밀실한 구조가 되게 한다. 이러한 표면의 밀실한 구조에 의해 내산성 코팅층(10)과의 부착력을 더욱 향상시키게 되는 것이다.

이러한 규불화염은 규불화아연, 규불화구리, 규불화마그네슘, 규불화니켈, 규불화리튬, 규불화철, 규불화코발트 중 1 또는 2 이상의 혼합물을 사용하는 것이 타당하다.

또한, 본 실시 예는 스프링(5) 면에 에칭오일을 도포한 후에 제거하여 상기 내산성 코팅층(10)이 도포되도록 하여 스프링(5)와 내산성 코팅층(10) 간의 부착력을 강화시키는 예를 제시하고 있다. 특히 상기에칭오일은 주재로 오일 100중량부에 대해 황산 30 내지 50중량부, 아스코빅 액시드 5 내지 10중량부, 음이온교환기를 가지는 수지분말 1 내지 3중량부가 포함되도록 하는 예를 제시하고 있다.

스프링(5) 표면에는 소량의 실리콘, 철, 구리, 망간, 마그네슘, 아연, 니켈 등의 금속성분이 혼합되어 존재하고, 이에 일반적으로 에칭과정을 거쳐 법랑코팅층이 형성되도록 하는 바, 기존에는 수산화나트륨을 사용하는데 이러한 알칼리 수용액에 의하는 경우 상기 소량의 실리콘, 철, 구리, 망간, 마그네슘, 아연, 니켈 등의 금속성분은 상기 알칼리 수용액에 녹지 않아 돌출된 상태로 소재 표면에 잔류하게 되고 이것이 스머트를 형성하게 된다.

이러한 스머트를 제거하기 위하여 종래에는 고농도의 질산수용액을 사용하고, 상기 고농도의 질산수용액에서 녹지 않는 실리콘 성분에 의한 스머트를 제거하기 위하여 불산을 추가하여 혼합 수용액을 사용한다.

그런데 이러한 질산사용에 의한 다량의 산화질소(NOx) 가스가 배출되고 불산사용에 의한 불산가스가 배출되고 폐수 중으로는 고농도의 질산성 질소가 발생하여 밀폐된 작업장에서 노출된 작업자의 안전을 위협할 수 있고, 폐수중의 고농도의 질산성 질소의 처리가 용이하지 않은 문제가 있었다.

이에 본 실시 예에서는 스프링(5) 표면에 존재하는 스머트 제거를 위한 처리액으로 오일 100중량부에 대해 황산 30 내지 50중량부, 아스코빅 액시드 5 내지 10중량부, 음이온교환기를 가지는 수지분말 1 내지 3중량부가 포함하는 에칭오일을 제시하고 있는 것이다.

상기 에칭오일에는 종래 질산 대신 황산을 주제로 사용하는 바, 그 배합이 상기 배합범위를 초과하면 스프링(5) 모재성분까지 과에칭하는 경향이 있어서 바람직하지 않고, 상기 배합범위 미만이면 스머트 제거효율이 미미하여 상기와 같이 한정하는 것이다.

이에 더하여 상기 에칭오일에는 아스코빅 액시드가 상기 범위로 더 첨가되도록 한다.

상기 황산과 같이 강산으로 처리하면 경우에 따라 세척액의 pH가 산화철, 산화망간 등 금속산화물의 PZC보다 낮은 경우 표면이 양전하를 띠게 되며, pH가 낮으면 낮을수록 그 전하량이 증가된다.

산에 의하여 용출된 다양한 음이온은 처리액의 pH가 낮을수록 용출된 음이온이 용해되지 않고 잔류하는 산화철, 산화망간 등 금산화물에 재흡착이 된다. 더욱이, 강산의 처리액을 사용하는 경우 산화철, 산화망간 등 금속산화물의 용해도도 높아지지만, 용해되지 않고 잔류하는 산화철, 산화망간등 금속산화물이 세척액의 pH가 낮게 형성되면서 매우 강한 흡착제로 작용한다는 것이다.

이에 용출된 음이온 등이 산화철, 산화망간 등 금속산화물에 강하게 흡착되어 결국 스머트 제거효율이 오히려 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 실시 예에서는 스머트를 제거하기 위해 황산으로 처리하여 pH를 낮추되 이에 더하여 아스코빅 액시드를 첨가하여 용출된 음이온이 산화되는 것을 방지함으로써 재흡착에 의한 스머트 제거효율이 저하되는 것을 제어하는 것이다.

이에 더하여 본 실시 예에서는 상기 에칭오일에 아스코빅 액시드가 포함되도록 하면서 음이온교환기를 가진 수지분말이 더 포함되도록 한다.

이와 같이 음이온교환기를 가진 수지분말이 더 포함되도록 하는 이유는 아스코빅 액시드에 의해 용출된 음이온 자체를 음이온교환기를 가진 수지분말에 의해 제거함으로써 상기 아스코빅 액시드에 의해서도 처리되지 않은 재흡착물의 발생을 제어토록 하는 것이다.

상기 음이온 교환기는 4급 암모늄염(-NH3), 1~3급 아민(-NH2, -NHR, -NR2), 4급 포스포니움기(-PR4) 및 3급 술폰니움기(-SR3)로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 사용하는 것이 타당하다.

상기 수지분말은 그 종류를 한정하지 않는다.

상기 내산성 유약의 일 조성으로서 상기 실리콘 오일은 그 종류를 한정하지는 않으며, 특히 상기 스프링(5)에 도포되는 에칭오일의 주재인 오일과 상호 결합이되는 실리콘 오일을 선택하여 0.1중량% 내지 10중량% 내외에서 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 내산성 유약의 일 조성으로서 상기 안료는 무기질 안료로 그 첨가량이 미미한 경우 경도가 약해져 충격 시 파손되는 문제가 있으며, 그 첨가량이 과한 경우에는 경도가 강해질 뿐만 아니라 소성시간의 지연과, 소성온도가 상승되어야만 원하는 내산성 코팅층(10)을 얻을 수 있게 되는 문제가 있으므로 그 첨가량을 선택적으로 고려하여야 한다.

또한, 상기 프리트, 안료, 및 실리콘계 오일을 첨가하여 건식 분쇄하여 건식 유약을 제조하는 과정에서는 규석, 유백제, 내화제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 첨가할 수 있다.

이러한 내산성 코팅층(10)이 스프링(5)에 도포된 후에는 소성가공하는 과정을 거치는 바, 이 과정에 의해 법랑층으로서의 내산성 코팅층(10)의 융착이 마무리되며, 이때 소성가공의 온도는 700 내지 870℃로 하는 것이 바람직하다.

소성 공정에서의 소성온도가 700℃ 미만인 경우에는 소성에 소요되는 시간이 과다하고 국부가 영현상이 발생하여 도장상태가 불량하며, 870℃를 초과하는 경우에는 과열에 의해 내산성 코팅층(10)이 쉽게 파손되는 문제가 발생하는 바, 이때의 바람직한 소성온도는 780 내지 850℃를 전후하였을 때 내산성 코팅층(10)의 스프링(5)에 융착 효과가 뛰어나고, 충격 및 구부림 등의 외부요인에도 파손되거나 박리되지 않고 수명이 장구히 유지되는 우수한 법랑층을 유지하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 가스용 판형열교환기 2 : 전열판
3 : 사이드판넬 4 : 코너빔
5 : 스프링 10 : 내산성 코팅층

Claims (4)

1. 사이드판넬과 코너빔으로 이루어진 틀안에 전열판을 적층, 용접연결하여 고온측과 저온측유로가 서로 엇갈리게 형성되어 상호 혼합되지 않는 구조의 가스용 판형열교환기에 있어서, 적층된 전열판과 코너빔사이에 "U"자 모양으로 가공된 스프링을 용접 연결하고 적층된 전열판중 좌,우측 맨 가장자리 전열판과 사이드판넬 사이에"U"자 모양으로 가공된 스프링을 용접 연결한 후 각각의 스프링의 코너부위를 서로 용접 연결하고, 상기 스프링의 외주면에는 프리트, 안료 및 실리콘계 오일을 포함하는 내산성 유약을 도장한 후 소성하여 내산성 코팅층이 형성되고,
   상기 내산성 코팅층과 상기 스프링 사이에는 전처리층이 포함되되, 상기 전처리층은 산화아연 100중량부에 대해 수산화나트륨 100 내지 200중량부, 질산칼슘 1 내지 5중량부, 규불화염 1 내지 3중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 프리트는 이산화규소 100중량부에 대해 선형 나노금속 분말 50 내지 100중량부, 산화붕소 20 내지 30중량부, 산화나트륨 20 내지 30중량부, 산화칼슘 5 내지 10중량부, 아질산칼슘 1 내지 5중량부, 바이오차 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링.
   
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 스프링의 외주면에는 에칭오일을 도포한 후에 제거하여 상기 내산성 코팅층이 도포되도록 하되, 에칭오일은 주재로 오일 100중량부에 대해 황산 30 내지 50중량부, 아스코빅 액시드 5 내지 10중량부, 음이온교환기를 가지는 수지분말 1 내지 3중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 가스용 판형열교환기의 열팽창흡수 스프링.

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