KR102360843B1 - 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법 - Google Patents

열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법 Download PDF

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Abstract

본발명은 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법에 관한 것으로, 하부원판(400)과 상부의 가이드(200)로 구성되며, 상기 하부원판(400)에는 다수개의 구멍부(410)가 튜브를 소용돌이형태로 구부려 소용돌이 형태의 튜브(300)를 형성하는 것으로,
본발명은 하나의 지그에서 열교환기 소용돌이 형태의 튜브를 여러 가지 간격으로 축거리가 다르게 밴딩할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법{Vortex type tube bending method with different axial distance of heat exchanger}
본발명은 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 지그에서 열교환기 소용돌이 형태의 튜브를 여러 가지 간격으로 축거리가 다르게 밴딩할 수 있는 열교환기 나선관 밴딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엘엔지선박에서 엘엔지를 엔진으로 공급할시 글리콜워터에 의해 열교환되어 엔진에 공급되게 된다. 종래특허기술의 일례로서, 등록특허공보 등록번호 10-1295446호에는 LNG선의 카고탱크에서 자연적으로 생성되는 자연 증발 가스를 주기관의 연료로 사용하는 LNG선의 가스공급장치에 관한 것으로서, LNG공급펌프(102)에서 송출된 LNG가 강제기화기(103)로 공급되어 저온가스로 열교환되고, 이후 기액분리기(104)로 공급되어 자연증발가스(101)와 혼합되어 가스압축기(105)로 보내져 주기관이 필요로 하는 적절한 압력으로 상승된 후, 가스냉각기(106)로 보내져 주기관이 필요로 하는 적절한 온도로 열교환시켜 주기관(DF-ENGINE)으로 공급되도록 하되, 상기 강제기화기(103), 가스냉각기(106)의 열교환 매체로 글리콜 워터가 사용되며, 상기 글리콜 워터는 글리콜펌프(109)에서 가압된 후, 글리콜 열교환기(108)로 공급되고, 상기 글리콜 열교환기(108)로 공급된 글리콜 워터는 가열된 후, 강제기화기(103)로 공급되며, 상기 강제기화기(103)로 공급된 글리콜 워터로 열 교환된 후, 가스냉각기(106)로 공급되고, 상기 가스냉각기(106)에서 열교환된 글리콜 워터는 글리콜 펌프(109)로 재순환되는 것을 특징으로 하는 글리콜 열교환 방식을 갖는 LNG 운반선의 가스 공급장치가 공개되어 있다.
또한, 공개특허공보 공개번호 10-2017-0055399에는 LNG 운반선이 공개되어 있다. 그러나 상기 종래기술은 엘엔지와 글리콜 워터의 열교환 면적이 적어서 열교환효율이 나쁘므로 비경제적이며 또한 열교환기의 구조가 커서 설치면적도 크게 소용되며 청소하기도 나쁘며 주위환경을 오염하기 쉬운 단점이 있었다. 그러므로 전열면적이 큰 소용돌이형 튜브 열교환장치가 개발되어 왔고, 일례로서, 등록특허공보 등록번호 10-1677605호에는 열유체가 통과하는 쉘(10) 내부에 다수의 튜브(20)가 열유체의 흐름과 교차하는 방향으로 설치되고, 내부에 열매체가 수용되는 보닛(30)이 상기 쉘(10)에 부착되어 튜브(20)와 보닛(30) 내부 공간이 연결되는 열교환 장치로서, 폐곡선형 단면을 가지는 외벽(11)과, 곡률반경이 중심측으로 점차 축소되는 나선벽(15)이 쉘(10)에 구성되되, 나선벽(15)의 외곽 시점(始點)이 외벽(11)의 내주면에 접합되고, 외벽(11)에는 나선벽(15)의 시점부(始點部)와 외부를 연결하는 외측유통구(13)가 형성되며, 쉘(10) 내부에는 다수의 튜브(20)가 설치되고, 외벽(11)의 양 측단에는 다수의 결합공(19)이 천공된 평판(17)이 각각 부착되어 쉘(10) 내부 공간을 밀폐하되, 양측 평판(17)의 결합공(19)에는 상기 튜브(20)의 양측 단부가 결합되며, 양측 평판(17)에는 보닛(30)이 부착되어, 일측 보닛(30)의 열매체가 튜브(20)를 경유하여 타측 보닛(30)으로 유동되고, 일측 평판(17)의 중심부에는 내측유통구(18)가 형성되어 쉘(10) 내부 나선벽(15)의 중심부와 외부가 연결되는 소용돌이형 열교환 장치에 있어서, 내측유통구(18)가 형성된 평판(17)에 부착되는 보닛(30)의 중심부에는 관벽부(35)가 형성되어, 내측유통구(18)가 외부로 노출되고;
노출된 내측유통구(18)에는 압박반(41)이 구성된 결합관(40)이 연결되어, 압박반(41)이 보닛(30)을 평판(17)측으로 압박함을 특징으로 하는 소용돌이형 열교환 장치가 공개되어 있다. 그러나 상기 종래기술들은 열교환기 소용돌이 형태의 튜브를 여러 가지 간격으로 제작하기가 곤란하여 하자가 많고 제작시간이 오래걸려 제작경비가 많이 소요되는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 하나의 지그에서 열교환기 소용돌이 형태의 튜브를 여러 가지 간격으로 축거리가 다르게 밴딩할 수 있는 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법에 관한 것으로, 하부원판(400)과 상부의 가이드(200)로 구성되며, 상기 하부원판(400)에는 다수개의 구멍부(410)가 튜브를 소용돌이형태로 구부려 소용돌이 형태의 튜브(300)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 하나의 지그에서 열교환기 소용돌이 형태의 튜브를 여러 가지 간격으로 축거리가 다르게 밴딩할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명의 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 지그 사시도
도 2는 본발명의 지그에 의한 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 제조순서도
도 3은 본발명의 열교환기 정면단면도
도 4는 도 3의 평면도
도 5는 도 3의 열교환부 상세도
본발명은 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법에 관한 것으로, 하부원판(400)과 상부의 가이드(200)로 구성되며, 상기 하부원판(400)에는 다수개의 구멍부(410)가 튜브를 소용돌이형태로 구부려 소용돌이 형태의 튜브(300)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드(200)는 직사각형 판재를 소용돌이 형태로 구부린 것을 특징으로 한다.
또한 상기 튜브는 가이드(200) 외주연을 따라서 구부려지고, 상기 구부려진 나선관이 탄발력으로 원상복귀되지 않게 가이드핀(210)이 상기 나선관(300) 외주연을 따라서 하부원판(400)의 구멍(411)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 방사상으로 형성되는 구멍부(410)는 중심에서 반지름방향으로 다수개가 일직선으로 형성되어 있고, 상기 다수개의 구멍(411)들은 두 개가 일정간격으로 한 세트로 형성되고, 상기 세트는 다수개로 반지름방향으로 설정된 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본발명은 간격이 동일하게 소용돌이 형태의 튜브(300)를 밴딩하기 위하여 지그를 이용한다. 그러므로 가이드라인간 간격이 동일하다.
순차적적 반지름 변경을 위해 조립형 가이드라인이 적용된다. 곧 수평하게 밴딩하기 위해 순차적으로 조립하면서 밴딩한다.
본발명은 밴딩시 COIL의 백스프링을 방지하기 위해 가이드핀을 사용한다. 이는 밴딩후 가이드핀을 사용하여 고정하는 것이다.
그리고 본발명은 하나의 지그에서 여러 가지 간격을 밴딩 할 수 있는 것으로, 반지름이 다른 가이드라인을 교체하며 사용가능하다.
본발명은 하부원판(400)과 상부의 가이드(200)로 구성되며, 상기 하부원판(400)에는 다수개의 구멍부(410)가 방사상으로 형성되어 관을 소용돌이 형태로 구부려 소용돌이 형태의 튜브(300)를 형성하는 것이다.
상기 가이드(200)는 직사각형 판재를 소용돌이 형태로 구부린 것이다. 그리고 가이드핀과 맞닿는 힘을 받은 부위의 반대측인 내측에는 보강용리브가 상부에서 하부로 형성되어 가이드의 강도를 보강한다.
상기 가이드(200) 시작점에는 블록(20)이 설치되어 소용돌이 형태의 튜브(300)의 시작점을 지지한다.
상기 소용돌이 형태의 튜브(300)는 가이드(200) 외주연을 따라서 구부려지고, 상기 구부려진 소용돌이 형태의 튜브(300)가 탄발력으로 원상복귀되지 않게 가이드핀(210)이 상기 소용돌이 형태의 튜브(300) 외주연을 따라서 하부원판(400)의 구멍(411)에 결합된다.
상기 방사상으로 형성되는 구멍부(410)는 중심에서 반지름방향으로 다수개가 일직선으로 형성되고, 상기 다수개의 구멍(411)들은 두 개가 일정간격으로 한 세트로 형성되고, 상기 세트는 다수개로 반지름방향으로 설정된 간격으로 형성된다.
본발명이 일례로 적용되는 열교환기는 케이스(100) 내부에 열교환부(10)가 설치되고 상기 케이스(100)에는 열매인 글리콜 워터 인입관(101)이 연결되는 인입공과, 글리콜 워터 배출관(102)이 연결되는 배출공이 설치되고, 엘엔지 유입관(103) 및 유출관(104)이 설치되어, 글리콜 워터가 상기 글리콜 워터 인입관(101)으로 흘러들어와서 열교환부에서 엘엔지와 열교환된 후, 글리콜 워터 배출관(102)을 통해 배출되는 것이다.
상기 글리콜 워터 인입관(101)은 두 개로서 인입공은 케이스 측면에 상하로 두 개가 형성된다.
상기 글리콜 워터배출관(102)은 케이스 상부로 형성되는 수직관과, 상기 수직관에 연결되어 측면방향으로 설치되는 수평관으로 이루어진다.
그리고 상기 글리콜 워터 배출관 수직관 내부에 상기 엘엔지 유입관(103)이 이중관 형태로 설치되어 열교환효율을 증대한다.
특히 상기 열교환부(10)는 소용돌이 형태의 튜브(300) 코일로서, 소용돌이 형태의 튜브(300)의 코일은 유입부(11)가 케이스 중앙의 엘엔지 유입관(103)의 구멍과 연결되며, 유출부(12)는 케이스 내부 최외각에 위치하는 엘엔지 유출관(104)의 구멍에 연결된다.
상기 소용돌이 형태의 튜브(300) 코일은 상하방향으로 다수개가 적층되며, 적층부위가 맞닿게 형성할 수 있다. 그러므로 각각 엘엔지 유입부와 유출부가 엘엔지 유입관과 엘엔지 유출관의 구멍들에 결합되어 컴팩특하게 다수개의 소용돌이 형태의 튜브(300) 형상의 코일들에 의해 열교환되는 것이다.
그 구조는 상기 엘엔지 유입관(103)과 유출관(104)은 상하방향으로 수직으로 설치되며, 엘엔지 유입관은 케이스(100)의 중앙에 엘엔지 유출관(104)은 케이스(100)의 내벽면에 가까운 최외각에 설치되는 것이다.
본발명의 엘엔지의 유입온도는 -161 ℃(최적치는 -161.4 ℃)이고 열교환된 후의 유출온도는 45℃이다. 그리고 글리콜 워터의 유입온도는 60 ℃이고 열교환된 후의 유출온도는 45℃이다.
따라서 본발명은 하나의 지그에서 열교환기 소용돌이 형태의 튜브를 여러 가지 간격으로 축거리가 다르게 밴딩할 수 있는 현저한 효과가 있다.
100 : 케이스 10 : 열교환부
11 : 유입부 12 : 유출부
101 : 글리콜 워터 인입관 120 : 글리콜 워터 배출관
103 : 엘엔지 유입관 104 : 엘엔지 유출관
200 :가이드 210 : 가이드핀
300 : 소용돌이 형태의 튜브
400 : 하부원판 410 : 구멍부
411 : 구멍 20 : 블록

Claims (3)

  1. 케이스(100) 내부에 열교환부(10)가 설치되고 상기 케이스(100)에는 열매인 글리콜 워터 인입관(101)이 연결되는 인입공과, 글리콜 워터 배출관(102)이 연결되는 배출공이 설치되고, 엘엔지 유입관(103) 및 유출관(104)이 설치되어, 글리콜 워터가 상기 글리콜 워터 인입관(101)으로 흘러들어와서 열교환부에서 엘엔지와 열교환된 후, 글리콜 워터 배출관(102)을 통해 배출되는 소용돌이 형태의 튜브 열교환기로서, 상기 소용돌이 형태의 튜브(300)는 지그에 의해 제작되는 것으로, 상기 지그는 하부원판(400)과 상부의 가이드(200)로 구성되며, 상기 하부원판(400)에는 다수개의 구멍부(410)가 형성되어 가이드(200), 가이드핀(210)이 튜브(300)를 소용돌이형태로 구부려 소용돌이 형태의 튜브(300)를 형성하는 것으로, 상기 가이드(200)는 직사각형 판재를 소용돌이 형태로 구부린 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법에 있어서,
    상기 소용돌이 형태의 튜브(300)는 간격이 동일하게 밴딩하기 위하여 지그를 이용하는 것으로, 가이드라인간 간격이 동일하며, 순차적 반지름 변경을 위해 조립형으로 가이드라인이 적용되는 것으로 순차적으로 조립하면서 밴딩하되, 밴딩시 코일의 백스프링을 방지하기 위해 가이드핀(210)을 사용하는 것으로, 밴딩후 가이드핀(210)을 사용하여 고정하는 것이며,
    상기 가이드핀(210)과 맞닿는 힘을 받은 부위의 반대측인 내측에는 보강용리브가 상부에서 하부로 형성되어 가이드(200)의 강도를 보강하며, 상기 가이드(200) 시작점에는 블록(20)이 설치되어 소용돌이 형태의 튜브(300)의 시작점을 지지함으로써, 상기 소용돌이 형태의 튜브(300)는 가이드(200) 외주연을 따라서 구부려지고, 상기 구부려진 소용돌이 형태의 튜브(300)가 탄발력으로 원상복귀되지 않게 가이드핀(210)이 상기 소용돌이 형태의 튜브(300) 외주연을 따라서 하부원판(400)의 구멍(411)에 결합되고,
    상기 소용돌이 형태의 튜브(300)의 코일은 유입부(11)가 케이스 중앙의 엘엔지 유입관(103)의 구멍과 연결되며, 유출부(12)는 케이스 내부 최외각에 위치하는 엘엔지 유출관(104)의 구멍에 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 축거리가 다른 소용돌이 형태의 튜브 밴딩 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07116759A (ja) * 1993-10-27 1995-05-09 Kiyohara Masako 渦巻形伝熱管体の製作方法
KR102169155B1 (ko) * 2020-02-13 2020-10-23 우주벤텍 주식회사 소용돌이형 튜브를 이용한 열교환기

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