KR102637655B1 - Heat exchanger with preventing deformation caused by pressure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 압력에 의한 커버의 변형이 방지되는 열교환기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 일측 또는 양측에 개구부가 형성되며 제 1유체가 통과 가능한 열교환공간이 마련된 케이싱과; 상기 개구부에 설치되며 복수 개의 관통공이 형성된 튜브시트와; 제 2유체가 상기 열교환공간에서 상기 제 1유체와 열교환 되기 위한 유로를 형성하도록 상기 열교환공간에 설치되며 양 단부가 상기 관통공에 연결되는 복수 개의 튜브들과; 상기 제 2유체가 유입 또는 유출 가능한 챔버가 마련되며 상기 튜브시트와 결합되어 상기 관통공들을 감싸도록 설치되는 커버와; 상기 챔버의 압력이 상승 시 상기 커버가 변형되는 것을 방지하기 위한 변형방지 유닛;을 구비한다.The present invention relates to a heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure, and more specifically, to a heat exchanger in which deformation of a cover due to fluid pressure is prevented.
A heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure according to the present invention includes a casing having an opening on one or both sides and a heat exchange space through which a first fluid can pass; a tube sheet installed in the opening and having a plurality of through holes; a plurality of tubes installed in the heat exchange space to form a flow path for the second fluid to exchange heat with the first fluid in the heat exchange space, and both ends of which are connected to the through hole; A cover is provided with a chamber through which the second fluid can flow in or out, and is coupled to the tube sheet and installed to surround the through holes; and a deformation prevention unit to prevent the cover from being deformed when the pressure of the chamber increases.
Description
본 발명은 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 압력에 의한 커버의 변형이 방지되는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure, and more specifically, to a heat exchanger in which deformation of a cover due to fluid pressure is prevented.
일반적으로, 열교환기는 내부에 유체가 유동할 수 있는 유로가 마련되며, 유체가 유로를 통과하는 동안 다른 열교환매체와 열교환을 행할 수 있도록 설계된 장치로, 공정설계 또는 유체의 종류에 따라 이중관식(Double pipe type), 판형(Plate type) 열교환기, 공냉식(Air cooling type) 열교환기, 코일형(Coil type) 열교환기 등 다양한 종류가 있다.Generally, a heat exchanger is a device that has a flow path inside which fluid can flow and is designed to exchange heat with other heat exchange media while the fluid passes through the flow path. Depending on the process design or type of fluid, a heat exchanger is a double pipe type (double tube type). There are various types such as pipe type, plate type heat exchanger, air cooling type heat exchanger, and coil type heat exchanger.
대한민국 등록특허 제 10-0395289호에는 냉각수를 이용해 공기를 냉각하기 위한 대형 엔진용 수냉-공냉 열교환기가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제 10-0875094호에는 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각하기 위한 가스터빈발전용 인터쿨러가 개시되어 있다. 인터쿨러는 과급기로 흡입한 공기를 냉각하기 위한 열교환기의 한 종류이다.Republic of Korea Patent No. 10-0395289 discloses a water-cooled-air-cooled heat exchanger for large engines for cooling air using coolant, and Republic of Korea Patent No. 10-0875094 discloses a water-cooled-air-cooled heat exchanger for using high-temperature compressed air discharged from a gas turbine power generation unit. An intercooler for gas turbine power generation for cooling is disclosed. An intercooler is a type of heat exchanger that cools the air sucked into the supercharger.
상기와 같은 열교환기는 공기가 통과할 수 있는 케이싱과, 케이싱에 설치되는 튜브시트와, 튜브시트를 감싸도록 설치되며 고온 또는 저온의 유체가 유입 또는 유출되는 챔버가 마련된 커버와, 케이싱 내에 설치되며 양 단부가 챔버와 연결된 다수의 튜브들로 이루어진다. 이와 같은 열교환기는 챔버로 유입된 고온 또는 저온의 유체가 튜브를 통과함에 따라 케이싱을 통과하는 공기와 열교환을 수행하게 된다.The heat exchanger as described above includes a casing through which air can pass, a tube sheet installed in the casing, a cover installed to surround the tube sheet and provided with a chamber through which high-temperature or low-temperature fluid flows in or out, and is installed within the casing. It consists of a number of tubes whose ends are connected to the chamber. Such a heat exchanger performs heat exchange with air passing through the casing as the high-temperature or low-temperature fluid introduced into the chamber passes through the tube.
이러한 열교환기는 사용기간이 경과함에 따라 유체에 함유된 이물질에 의해 튜브 내에 스케일이 끼게 되어 유체가 통과할 수 있는 유로가 좁아지게 되면, 챔버 내 압력이 상승하게 되며 커버가 변형되어 유지관리 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.As these heat exchangers age, foreign substances contained in the fluid cause scale to form in the tubes, narrowing the passage through which the fluid can pass. This causes the pressure within the chamber to rise and the cover to deform, increasing maintenance costs. There is a problem with this.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 사용시간이 경과함에 따라 튜브 내에 형성된 스케일에 의해 챔버의 압력이 상승하여 커버가 변형되는 현상을 방지하는 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention is intended to improve the above problems, and provides a heat exchanger with a pressure-induced deformation prevention function to prevent the cover from being deformed due to an increase in pressure in the chamber caused by scale formed in the tube as usage time elapses. The purpose is to do that.
또한, 본 발명은 챔버를 다수 개의 단위챔버로 구획하는 구획리브가 튜브시트로부터 이탈되어 제 2유체가 구획리브와 튜브시트 간의 틈으로 유동함에 따라 열교환 효율이 감소되는 현상을 방지하는 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.In addition, the present invention is a pressure-induced deformation prevention device that prevents the phenomenon of heat exchange efficiency being reduced as the partition rib dividing the chamber into a plurality of unit chambers separates from the tube sheet and the second fluid flows into the gap between the partition rib and the tube sheet. The purpose is to provide a functional heat exchanger.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 일측 또는 양측에 개구부가 형성되며 제 1유체가 통과 가능한 열교환공간이 마련된 케이싱과; 상기 개구부에 설치되며 복수 개의 관통공이 형성된 튜브시트와; 제 2유체가 상기 열교환공간에서 상기 제 1유체와 열교환 되기 위한 유로를 형성하도록 상기 열교환공간에 설치되며 양 단부가 상기 관통공에 연결되는 복수 개의 튜브들과; 상기 제 2유체가 유입 또는 유출 가능한 챔버가 마련되며 상기 튜브시트와 결합되어 상기 관통공들을 감싸도록 설치되는 커버와; 상기 챔버의 압력이 상승 시 상기 커버가 변형되는 것을 방지하기 위한 변형방지 유닛;을 구비한다.In order to solve the above technical problem, a heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure according to the present invention includes a casing having an opening on one or both sides and a heat exchange space through which a first fluid can pass; a tube sheet installed in the opening and having a plurality of through holes; a plurality of tubes installed in the heat exchange space to form a flow path for the second fluid to exchange heat with the first fluid in the heat exchange space, and both ends of which are connected to the through hole; A cover is provided with a chamber through which the second fluid can flow in or out, and is coupled to the tube sheet and installed to surround the through holes; and a deformation prevention unit to prevent the cover from being deformed when the pressure of the chamber increases.
상기 변형방지유닛은 상기 튜브시트에 마련되는 결합부와, 상기 결합부에 대응되도록 상기 커버에 형성되는 삽입공으로 삽입되어 상기 결합부와 결합되며 상기 챔버의 내부 압력에 의해 상기 커버가 상기 튜브시트와 멀어지게 변형되는 현상을 방지하도록 상기 커버와 상기 튜브시트의 간격을 유지시키는 간격유지부재를 구비한다.The deformation prevention unit is inserted into a coupling portion provided on the tube sheet and an insertion hole formed in the cover to correspond to the coupling portion and is coupled to the coupling portion, and the cover is connected to the tube sheet by the internal pressure of the chamber. A gap maintenance member is provided to maintain the gap between the cover and the tube sheet to prevent the tube sheet from being deformed apart.
상기 결합부는 상기 간격유지부재가 나사결합될 수 있도록 상기 튜브시트의 일면에 마련된 나사결합부로 이루어지고, 상기 간격유지부재는 상기 삽입공보다 더 큰 직경의 헤드부와, 상기 헤드부의 일측으로부터 상기 삽입공을 통과하도록 연장되며 상기 헤드부가 상기 커버를 지지하도록 상기 나사결합부와 나사결합되는 나사부를 포함한다. The coupling portion consists of a screw coupling portion provided on one surface of the tube sheet so that the spacing maintaining member can be screwed together, and the spacing maintaining member includes a head portion having a larger diameter than the insertion hole, and the insertion portion from one side of the head portion. It extends to pass through the ball and includes a screw portion screwed with the screw coupling portion so that the head portion supports the cover.
상기 커버는 상기 챔버가 형성된 몸체와, 상기 챔버를 복수 개의 단위챔버로 구획하도록 상기 몸체에 설치되는 구획리브를 포함하고, 상기 변형방지유닛은 상기 구획리브를 사이에 두도록 복수 개가 마련되며, 상기 구획리브의 길이방향을 따라 엇갈리게 배치된다.The cover includes a body in which the chamber is formed, and a partition rib installed on the body to partition the chamber into a plurality of unit chambers, and a plurality of deformation prevention units are provided to sandwich the partition ribs, wherein the partition They are arranged alternately along the longitudinal direction of the ribs.
상기 변형방지유닛은 상기 헤드부와 상기 커버의 사이에 설치되어 상기 헤드부의 지지영역을 확장시키기 위한 지지영역 확장부재를 더 구비한다.The deformation prevention unit further includes a support area expansion member installed between the head part and the cover to expand the support area of the head part.
상기 커버는 상기 챔버가 형성된 몸체와, 상기 챔버를 복수 개의 단위챔버로 구획하도록 상기 몸체에 설치되는 구획리브를 포함하고, 상기 지지영역 확장부재는 상기 나사부가 관통 삽입되도록 중공부가 마련된 삽입부와, 상기 삽입부로부터 상기 구획리브를 따라 연장된 제 1날개부와, 상기 삽입부로부터 상기 구획리브와 교차하는 방향으로 연장된 제 2날개부를 포함하고, 상기 제 1, 2날개부는 상기 삽입부의 외주면으로부터 연장되어 상기 커버와 밀착되는 판상의 받침판과, 상기 받침판의 일면으로부터 돌출되어 상기 받침판의 굽힘을 방지하는 보강리브를 구비한다.The cover includes a body in which the chamber is formed, and a partition rib installed on the body to divide the chamber into a plurality of unit chambers, and the support area expansion member includes an insertion portion provided with a hollow portion to allow the threaded portion to be inserted through, It includes a first wing portion extending from the insertion portion along the partition rib, and a second wing portion extending from the insertion portion in a direction intersecting the partition rib, wherein the first and second wings extend from the outer peripheral surface of the insertion portion. It is provided with a plate-shaped support plate that extends and comes into close contact with the cover, and a reinforcing rib that protrudes from one surface of the support plate to prevent bending of the support plate.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 챔버의 압력이 상승하더라도 변형방지 유닛을 통해 커버와 튜브시트의 간격을 유지시킴으로써 커버가 변형되는 것이 방지되어 커버의 유지관리 비용을 절감시킬 수 있다.As described above, the heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the present invention prevents the cover from being deformed by maintaining the gap between the cover and the tube sheet through the deformation prevention unit even if the pressure in the chamber increases, thereby reducing the maintenance cost of the cover. can be reduced.
또한, 본 발명에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 변형방지유닛이 구획리브를 사이에 두도록 복수개가 설치되어 구획리브가 튜브시트로부터 이탈되지 않게 커버를 지지함으로써 열교환 효율이 감소되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the present invention is installed with a plurality of deformation prevention units so that the partition ribs are sandwiched between them, and prevents the phenomenon of reduced heat exchange efficiency by supporting the cover so that the partition ribs do not separate from the tube sheet. can do.
도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기의 분리 사시도,
도 2는 도 1의 커버를 도시한 정면도,
도 3은 도 1의 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기의 측단면도,
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기의 분리 사시도,
도 5는 도 4의 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기의 측단면도.1 is an exploded perspective view of a heat exchanger having a function to prevent deformation due to pressure according to a first embodiment of the present invention;
Figure 2 is a front view showing the cover of Figure 1;
Figure 3 is a side cross-sectional view of the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure of Figure 1;
Figure 4 is an exploded perspective view of a heat exchanger having a function to prevent deformation due to pressure according to a second embodiment of the present invention;
Figure 5 is a side cross-sectional view of the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure of Figure 4.
이하 첨부된 도면을 참조하며, 본 발명에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure according to the present invention will be described in detail.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기가 도시되어 있다.1 to 3 show a heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure according to a first embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 일측 또는 양측에 개구부(111)가 형성되며 제 1유체가 통과 가능한 열교환공간(115)이 마련된 케이싱(100)과, 개구부(111)에 설치되며 복수 개의 관통공이 형성된 튜브시트(200)와, 제 2유체가 열교환공간(115)에서 제 1유체와 열교환 되기 위한 유로를 형성하도록 열교환공간(115)에 설치되며 양 단부가 관통공에 연결되는 복수 개의 튜브(300)들과, 제 2유체가 유입 또는 유출 가능한 챔버가 마련되며 튜브시트(200)와 결합되어 관통공들을 감싸도록 설치되는 커버(400)와, 챔버의 압력이 상승 시 커버(400)가 변형되는 것을 방지하기 위한 변형방지 유닛(500)을 구비한다.Referring to the drawings, the heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention has an
본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 챔버에 유입된 제 2유체가 튜브(300)들을 통과함에 따라 열교환공간(115) 내에서 제 1유체와 열교환이 이루어짐으로써 냉각된다. 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 제 1유체가 외부로부터 유입되는 공기인 공냉식 열교환기이다.The heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention exchanges heat with the first fluid within the
이와 다르게 본 발명에 따른 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 케이싱(100), 튜브(300), 커버(400)의 형상에 따라 이중관식(Double pipe type), 판형(Plate type) 열교환기, 공냉식(Air cooling type) 열교환기, 코일형(Coil type) 열교환기 등 다른 방식이 적용될 수도 있다.In contrast, the heat exchanger with the deformation prevention function according to the present invention is a double pipe type, a plate type heat exchanger, and an air-cooled type depending on the shapes of the
이하, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기의 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, each component of the heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
케이싱(100)은 개구부(111)가 마련된 함체 형상의 몸체(110)와, 튜브(300)들을 지지할 수 있도록 몸체(110)에 설치되는 복수 개의 배플플레이트(130)를 포함한다.The
몸체(110)는 전방부에 개구부(111)가 마련되며, 내부에 개구부(111)와 연통된 열교환공간(115)이 형성된 함체 형상으로 형성된다. 몸체(110)는 외부의 공기가 열교환공간(115)을 통과할 수 있도록 상부 및 하부가 개방된다.The
몸체(110)의 전방 일측에는 튜브시트(200)와 볼트체결될 수 있도록 플랜지(120)가 형성된다. 플랜지(120)는 몸체(110)의 외주면에 형성된다. 플랜지(120)는 후술할 튜브시트(200)의 시트플레이트(210)와 밀착되도록 사각의 판상으로 형성된다. 플랜지(120)는 시트플레이트(210)와 볼트결합 되도록 다수의 볼트체결공이 형성된다.A
튜브시트(200)는 장방형의 시트플레이트(210)와, 시트플레이트(210)에 형성된 관통공형성부로 이루어진다. The
시트플레이트(210)는 사각의 판상으로 형성된다. 시트플레이트(210)는 플랜지(120)와 볼트결합 될 수 있도록 가장자리를 따라 다수의 볼트체결공이 관통 형성된다.The
관통공형성부는 시트플레이트(210)의 전면으로부터 돌출 형성된다. 관통공형성부는 시트플레이트(210)의 폭 방향을 따라 복수 개가 일정한 간격으로 이격되게 형성된다. 관통공형성부들은 시트플레이트(210)의 일면으로부터 돌출 되며, 서로 이웃하는 관통공형성부들의 사이에는 후술할 구획리브의 단부가 인입될 수 있는 인입홈(215)이 마련된다.The through hole forming portion protrudes from the front of the
관통공형성부들은 상하방향을 따라 서로 이격되게 형성된 제 1, 2, 3, 4관통공형성부(230, 240, 250, 260)로 이루어진다. 제 1, 2, 3, 4관통공형성부(230, 240, 250, 260)는 시트플레이트(210)의 상부에서 하방을 따라 순차적으로 형성된다. The through-hole forming parts include first, second, third, and fourth through-
관통공형성부들에는 후술할 튜브(300)들이 연결될 수 있는 다수의 관통공(270)이 각각 형성된다. A plurality of through
튜브(300)들은 제 2유체가 유동할 수 있는 경로를 이루도록 중공의 관상으로 형성된다. 튜브(300)들은 열교환공간(115)에 설치된다. 튜브(300)들은 'U'형태로 굽어지게 형성되어 일측과 타측이 관통공형성부들의 관통공(270)에 연결된다. 튜브(300)들은 열교환공간(115) 내에서 배플플레이트(130)에 의해 지지되게 설치된다.The
튜브(300)들은 외주면에 다수의 방열핀(340)이 설치되어 열교환공간(115) 내에서 튜브(300) 내를 흐르는 제 2유체가 열교환공간(115)을 통과하는 제 1유체와의 열교환 하는 효율을 향상시키도록 구성됨이 바람직하다.The
튜브(300)들은 양 단부가 연결되는 관통공형성부에 따라 제 1, 2, 3튜브(310, 320, 330)로 구분된다. The
제 1튜브(310)들은 일측이 제 1관통공형성부(230)의 관통공(270)에 연결되고 타측이 제 2관통공형성부(240)의 관통공(270)에 연결된다. 제 2튜브(320)들은 일측이 제 2관통공형성부(240)의 관통공(270)에 연결되고 타측이 제 3관통공형성부(250)의 관통공(270)에 연결된다. 제 3튜브(330)들은 일측이 제 3관통공형성부(250)의 관통공(270)에 연결되고 타측이 제 4관통공형성부(260)의 관통공(270)에 연결된다.One side of the
커버(400)는 내부에 챔버가 형성된 몸체(410)와, 챔버를 복수 개의 단위챔버로 구획하도록 몸체(410)에 설치되는 구획리브(420)를 포함한다.The
몸체(410)는 후방측이 개방된 사각의 함체 형상으로 형성된다. 몸체(410)는 개구가 제 1, 2, 3, 4관통공형성부(230, 240, 250, 260)들을 감싸는 형상으로 형성된다. 몸체(410)는 튜브시트(200)의 시트플레이트(210)와 밀착되도록 몸체(410)의 외주면으로부터 돌출되는 플랜지(430)가 형성된다. 플랜지(430)는 시트플레이트(210)에 형성된 볼트체결공과 대응하도록 다수의 볼트체결공이 형성된다. The
구획리브(420)는 몸체(410)의 내부에 복수 개가 설치된다. 구획리브(420)는 인입홈(215)을 따라 길게 형성된 판상으로 형성된다. 구획리브(420)는 챔버를 복수 개의 단위챔버들로 구획된다.A plurality of
단위챔버들은 구획리브(420)들이 인입홈(215)에 인입되고, 플랜지(430)가 시트플레이트(210)와 볼트결합됨으로써 각 관통공형성부들을 개별적으로 감싼다. 단위챔버들은 제 1관통공형성부(230)를 감싸는 제 1단위챔버(411)와, 제 2관통공형성부(240)를 감싸는 제 2단위챔버(412)와, 제 3관통공형성부(250)를 감싸는 제 3단위챔버(413)와, 제 4관통공형성부(260)를 감싸는 제 4단위챔버(414)로 구분된다. In the unit chambers,
그리고 몸체(410)에는 제 1단위챔버(411)와 연통되는 유로를 형성하는 유입노즐(440)과, 제 4단위챔버(414)와 연통되는 유로를 형성하는 유출노즐(450)이 설치된다.Additionally, an
유입노즐(440)은 제 2유체를 공급하는 공급부(미도시)와 연결되며 제 2유체가 제 1단위챔버(411)로 유입되게 한다. The
유출노즐(450)은 튜브(300)들을 통과함에 따라 냉각된 후 제 4단위챔버(414)에 도달한 제 2유체가 공급되기 위한 다음 공정(미도시)과 연결되어 제 2유체가 유출되기 위한 유로를 제공한다.The
몸체(410)에는 제 2, 3단위챔버(412, 413) 내의 제 2유체를 개별적으로 배출시킬 수 있는 드레인라인들이 설치된다. 드레인라인은 제 2단위챔버(412)와 연결되는 제 1드레인라인(460)과, 제 3단위챔버(413)와 연결되는 제 2드레인라인(470)으로 구분된다.Drain lines are installed in the
몸체(410)에는 작업자가 커버(400)를 들어올리기 위해 크레인의 후크를 걸 수 있도록 마련된 인양고리(480)가 설치된다. A
도면에 도시되어 있지는 않으나, 커버(400)와, 튜브시트(200)와, 케이싱(100)은 상호 조립되게 접촉하는 접촉면에 이물질의 유입을 방지하거나 내부의 유체가 유출되는 것을 방지하는 액상 가스켓이 도포되거나 부착형 가스켓이 설치되는 것이 바람직하다.Although not shown in the drawing, the
상기와 같은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 제 1, 2, 3튜브(310, 320, 330)의 내부에 스케일이 형성되어 제 1, 2, 3, 4챔버(411, 412, 413, 414) 간 제 2유체의 유동이 원활하게 이루어지지 않게 되면 제 1, 2, 3, 4챔버(411, 412, 413, 414) 내 압력이 상승하게 되며 커버(400)의 몸체(410)를 튜브시트(200)와 멀어지는 방향으로 변형되게 하는 팽창력이 발생한다.In the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention as described above, scale is formed inside the first, second, and third tubes (310, 320, and 330) to form the first, second, and third tubes. If the second fluid does not flow smoothly between the four chambers (411, 412, 413, 414), the pressure within the first, second, third, and fourth chambers (411, 412, 413, 414) increases and the cover ( An expansion force is generated that deforms the
변형방지유닛(500)은 이러한 비정상적인 운전상태에서 커버(400)의 몸체(410)를 상호 연결하여 커버(400)를 튜브시트(200) 측 방향으로 지지한다.The
변형방지유닛(500)은 구획리브(420)를 사이에 두도록 복수 개가 마련된다. 변형방지유닛(500)은 구획리브(420)의 길이방향을 따라 엇갈리게 배치된다. 변형방지유닛(500)들은 제 2구획리브(422)를 사이에 두도록 복수 개가 설치된다.A plurality of
변형방지유닛(500)은 튜브시트(200)에 마련되는 결합부와, 결합부에 대응되도록 커버(400)에 형성되는 삽입공(415)으로 삽입되어 결합부와 결합되며 챔버의 내부 압력에 의해 커버(400)가 튜브시트(200)와 멀어지게 변형되는 현상을 방지하도록 커버(400)와 튜브시트(200)의 간격을 유지시키는 간격유지부재(530)을 구비한다.The
결합부는 간격유지부재(530)가 나사결합될 수 있도록 튜브시트(200)의 일면에 마련된 나사결합부(510)로 이루어진다.The coupling portion consists of a
나사결합부(510)는 내주면에 암나사부(511)가 마련된 너트가 적용된다. 나사결합부(510)는 제 2, 3관통공형성부(240, 250)가 이루는 인입홈(215)을 사이에 두도록 복수 개가 설치된다. 그리고, 나사결합부(510)는 제 2, 3관통공형성부(240, 250)가 이루는 인입홈(215)의 길이방향을 따라 복수 개가 설치된다.The
나사결합부(510)는 제 2, 3관통공형성부(240, 250)에 용접 설치된다. 나사결합부(510)는 튜브시트(200)의 관통공(270)에 연결된 튜브(300)들을 통과하는 제 2유체의 경로를 차단하지 않도록 관통공(270)들의 사이에 설치되는 것이 바람직하다. The
제 2, 3관통공형성부(240, 250)에는 나사결합부(510)를 통과한 간격유지부재(530)의 단부가 수용될 수 있도록 나사결합부(510)가 설치되는 위치에 수용홈(515)이 형성된다.In the second and third through-
커버(400)의 몸체(410)에는 나사결합부(510)와 대응되는 위치에 삽입공(415)이 관통 형성된다. 삽입공(415)은 나사결합부(510)와 일직선을 이루는 위치에 형성된다. 삽입공(415)은 도 2에 도시된 바와 같이 가운데 위치한 구획리브(420)를 사이에 두도록 복수 개가 형성된다. 삽입공(415)은 구획리브(420)의 길이 방향을 따라 복수 개가 형성된다.An
간격유지부재(530)는 삽입공(415)보다 더 큰 직경의 헤드부(540)와, 헤드부(540)의 일측으로부터 삽입공(415)을 통과하도록 연장되며 헤드부(540)가 커버(400)를 지지하도록 나사결합부(510)와 나사결합되는 나사부(550)를 포함한다.The
헤드부(540)는 작업자가 렌치를 이용해 정방향 또는 역방향으로 회전시키기 용이하도록 다면체 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The
나사부(550)는 헤드부(540)의 후방 단부로부터 연장된다. 나사부(550)는 나사결합부(510)의 규격에 대응되는 원기둥 형상으로 형성된다. 나사부(550)에는 커버(400)의 삽입공(415)을 통해 제 2유체가 유출되는 것이 방지되도록 기밀을 유지시키는 오링(560)이 설치되는 것이 바람직하다.The threaded
간격유지부재(530)는 나사부(550)가 암나사부(511)에 나사결합됨으로써 헤드부(540)가 커버(400)의 몸체(410)와 밀착되며 몸체(410)를 튜브시트(200)와 멀어지는 방향으로 부풀어오르지 않게 지지한다.The
상기와 같은 본 발명의 제 1실시 에에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 시간이 경과함에 따라 적어도 하나의 튜브(300)가 스케일에 의해 유로가 좁아지거나 막히게 되면 제 1, 2, ,3, 4챔버(411, 412, 413, 414)의 압력이 상승하게 되며 커버(400)의 몸체(410)에 튜브시트(200)로부터 멀어지는 방향으로 부풀도록 팽창력이 가해진다. 이때 간격유지부재(530)는 헤드부(540)가 커버(400)의 몸체(410)를 튜브시트(200)를 향하는 방향으로 지지함으로써 커버(400)의 몸체(410)가 변형되는 것이 방지되고, 변형으로 인한 커버(400)의 수리 및 교체비용을 절감시키는 작용효과를 발휘한다. 또한, 스케일에 의해 유로가 좁아진 튜브(300)의 재생수리 및 교체비용을 절감할 수 있다. In the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention as described above, when the passage of at least one
또한, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 변형방지유닛(500)이 구획리브(420)를 사이에 두도록 양측에 배치됨으로써 구획리브(420)가 인입홈(215)으로부터 이탈됨에 의해 제 2유체가 튜브(300)를 거치지 않고 구획리브(420)와 튜브시트(200)의 사이로 유동하게 되어 제 1, 2유체의 열교환 효율이 감소되는 현상을 방지하는 작용효과를 발휘한다.In addition, in the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention, the
본 발명의 제 1실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 제 2유체가 하나의 커버(400)의 챔버를 통해 유입 및 유출 가능하도록 챔버가 구획리브(420)에 의해 구획된 구성으로 이와 다르게 복수 개의 커버가 케이싱의 일측과 타측에 각각 설치되며 각각의 커버에 개별적인 변형방지유닛이 마련된 구성이 적용될 수도 있다. 이때 구획리브(420)는 생략될 수 있다.The heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the first embodiment of the present invention has a chamber partitioned by a
도 4 내지 도 5에는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기가 도시되어 있다.4 to 5 show a heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure according to a second embodiment of the present invention.
도면을 참조하면 본 발명의 제 2실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 변형방지유닛(600) 외의 구성이 제 1실시 예와 동일함에 중복 설명은 생략한다.Referring to the drawings, the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment other than the deformation prevention unit 600, so redundant description will be omitted.
도면을 참조하면 본 발명의 제 2실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기의 변형방지유닛(600)은 헤드부(540)와 커버(400)의 사이에 설치되어 헤드부(540)의 지지영역을 확장시키기 위한 지지영역 확장부재(700)를 더 구비한다.Referring to the drawing, the deformation prevention unit 600 of the heat exchanger having the function of preventing deformation due to pressure according to the second embodiment of the present invention is installed between the
본 발명의 제 2실시 예에서 간격유지부재(630)는 나사부(650)가 본 발명의 제 1실시 예의 나사부(550)보다 더 길게 형성된다.In the second embodiment of the present invention, the spacing
지지영역 확장부재(700)는 나사부(650)가 관통삽입되도록 중공부가 마련된 삽입부(710)와, 삽입부(710)로부터 구획리브(420)를 따라 연장된 제 1날개부(720)와, 삽입부로(710)부터 구획리브(420)와 교차하는 방향으로 연장된 제 2날개부(730)를 포함한다.The support
제 1, 2날개부(720, 730)는 삽입부(710)의 일측 외주면으로부터 연장되어 커버(400)와 밀착되게 연장된 판상의 받침판(721, 731)과, 받침판(721, 731)의 일면으로부터 돌출되어 받침판(721, 731)의 굽힘을 방지하는 보강리브(722, 732)를 구비한다.The first and
삽입부(710)는 원통 현상으로 형성된다. 삽입부(710)의 중공부는 나사부(550)가 끼움 결합될 수 있도록 관통 형성된다. 삽입부(710)는 외경이 헤드부(540)보다 작다.The
나사부(650)는 삽입부(710)의 중공부를 통과하여 커버(400) 및 나사결합부(510)와 결합됨으로써 헤드부(540)가 제 1, 2날개부(720, 730)를 커버(400)와 밀착되게 지지한다.The threaded
받침판(721, 731)은 제 1날개부(720)의 제 1받침판(721)과, 제 2날개부(730)의 제 2받침판(731)으로 구분된다. 제 1, 2받침판(721, 731)은 판상으로 형성된다. 제 1, 2받침판(721, 731)은 삽입부(710)의 길이방향을 따라 커버(400)와 인접한 일측부의 외주면으로부터 방사방향으로 길게 형성된다. 제 1, 2받침판(721, 731)은 서로 멀어지는 방향으로 연장되어 한 쌍이 각각 형성된다.The
제 1받침판(721)은 구획리브(420)와 평행한 방향으로 길게 연장되어 구획리브(420)의 길이방향을 따라 헤드부(540)의 지지영역을 확장한다.The
제 2받침판(731)은 구획리브(420)와 직교하는 방향으로 길게 연장되어 복수 개의 구획리브(420)들을 상방에서 지지하도록 형성된다.The
보강리브(722, 732)는 제 1날개부(720)의 제 1보강리브(722)와, 제 2날개부(730)의 제 2보강리브(732)로 구분된다. 제 1보강리브(722)는 제 1받침판(721)의 일면으로부터 커버(400)와 멀어지는 방향으로 돌출된다. 제 2보강리브(732)는 제 2받침판(731)의 일면으로부터 커버(400)와 멀어지는 방향으로 돌출된다. 제 1, 2보강리브(722, 732)는 커버(400)의 팽창력에 의한 제 1, 2받침판(721, 731)의 굽힘을 방지한다.The reinforcing
이와 같은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기는 헤드부(540)에 의해 커버(400)가 지지되는 영역이 제 1, 2받침판(721, 731)과 커버(400)의 접촉면적 만큼 확장됨으로써 커버(400)가 부풀어 오르는 현상을 효과적으로 방지하는 작용효과를 발휘한다.In the heat exchanger with the function of preventing deformation due to pressure according to the second embodiment of the present invention, the area where the
또한, 제 1받침판(721)이 구획리브(420)의 길이방향을 따라 지지력을 발휘함으로써 구획리브(420)가 커버(400)의 변형을 따라 굽어지거나 비틀어지는 현상을 방지하는 작용효과를 발휘한다.In addition, the
또한, 제 2받침판(731)이 다수의 구획리브(420)들을 튜브시트(200)와 밀착되게 지지함으로써 커버(400)의 변형에 의해 구획리브(420)의 단부가 인입홈(215)으로부터 분리되는 현상을 방지하는 작용효과를 발휘한다.In addition, the
이상에서 설명한 본 발명은 도면에 도시 된 일 예를 참조하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention described above has been described with reference to an example shown in the drawings, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100 : 케이싱 200 : 튜브시트
300 : 튜브 400 : 커버
500, 600 : 변형방지유닛100: Casing 200: Tube sheet
300: Tube 400: Cover
500, 600: Deformation prevention unit
Claims (6)
상기 개구부에 설치되며 복수 개의 관통공이 형성된 튜브시트와;
제 2유체가 상기 열교환공간에서 상기 제 1유체와 열교환 되기 위한 유로를 형성하도록 상기 열교환공간에 설치되며 양 단부가 상기 관통공에 연결되는 복수 개의 튜브들과;
상기 제 2유체가 유입 또는 유출 가능한 챔버가 마련되며 상기 튜브시트와 결합되어 상기 관통공들을 감싸도록 설치되는 커버와;
상기 챔버의 압력이 상승 시 상기 커버가 변형되는 것을 방지하기 위한 변형방지유닛;을 구비하고,
상기 변형방지유닛은 상기 튜브시트에 마련되는 결합부와, 상기 결합부에 대응되도록 상기 커버에 형성되는 삽입공으로 삽입되어 상기 결합부와 결합되며 상기 챔버의 내부 압력에 의해 상기 커버가 상기 튜브시트와 멀어지게 변형되는 현상을 방지하도록 상기 커버와 상기 튜브시트의 간격을 유지시키는 간격유지부재를 구비하고,
상기 커버는 상기 챔버가 형성된 몸체와, 상기 챔버를 복수 개의 단위챔버로 구획하도록 상기 몸체에 설치되는 복수의 구획리브를 포함하며,
상기 변형방지유닛은 상기 구획리브를 사이에 두도록 복수 개가 마련되고, 상기 구획리브의 길이방향을 따라 엇갈리게 배치되며,
상기 튜브시트는 장방형의 시트플레이트와, 상기 시트플레이트에 형성된 관통공형성부를 포함하며,
상기 시트플레이트는 사각의 판상으로 형성되고, 상기 케이싱의 플랜지와 볼트결합 시킬 수 있도록 가장자리를 따라 다수의 볼트체결공이 관통 형성되며,
상기 관통공형성부는 상기 시트플레이트의 전면으로부터 돌출 형성되고, 상기 시트플레이트의 상하 폭 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 상기 튜브들이 연결되는 복수의 관통공이 형성된 제1 내지 제4관통공형성부를 포함하고,
상기 제1 내지 제4관통공형성부들 사이에는 상기 구획리브의 단부가 인입될 수 있는 인입홈이 마련되며,
상기 커버의 몸체에는 상기 단위챔버들 내의 제 2유체를 개별적으로 배출시킬 수 있는 드레인라인이 설치되며,
상기 단위챔버들은 상기 제 1관통공형성부를 감싸는 제 1단위챔버와, 상기 제 2관통공형성부를 감싸는 제 2단위챔버와, 상기 제 3관통공형성부를 감싸는 제 3단위챔버와, 상기 제 4관통공형성부를 감싸는 제 4단위챔버를 포함하고,
상기 드레인라인은 제 2단위챔버와 연결되는 제 1드레인라인과, 제 3단위챔버와 연결되는 제 2드레인라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기.a casing having an opening on one or both sides and a heat exchange space through which the first fluid can pass;
a tube sheet installed in the opening and having a plurality of through holes;
a plurality of tubes installed in the heat exchange space to form a flow path for the second fluid to exchange heat with the first fluid in the heat exchange space, and both ends of which are connected to the through hole;
A cover is provided with a chamber through which the second fluid can flow in or out, and is coupled to the tube sheet and installed to surround the through holes;
Provided with a deformation prevention unit to prevent the cover from being deformed when the pressure of the chamber increases,
The deformation prevention unit is inserted into a coupling portion provided on the tube sheet and an insertion hole formed in the cover to correspond to the coupling portion and is coupled to the coupling portion, and the cover is connected to the tube sheet by the internal pressure of the chamber. Provided with a gap maintenance member to maintain the gap between the cover and the tube sheet to prevent the phenomenon of deforming away from each other,
The cover includes a body in which the chamber is formed, and a plurality of partition ribs installed on the body to partition the chamber into a plurality of unit chambers,
A plurality of deformation prevention units are provided to sandwich the partition ribs, and are arranged alternately along the longitudinal direction of the partition ribs,
The tube sheet includes a rectangular sheet plate and a through hole formed on the sheet plate,
The seat plate is formed in the shape of a square plate, and a plurality of bolt fastening holes are formed along the edge so that it can be bolted to the flange of the casing,
The through hole forming portion protrudes from the front of the sheet plate, is spaced apart at regular intervals along the vertical direction of the sheet plate, and includes first to fourth through hole forming portions in which a plurality of through holes through which the tubes are connected are formed. do,
A recess is provided between the first to fourth through-hole forming parts into which the end of the partition rib can be retracted,
A drain line is installed on the body of the cover to individually discharge the second fluid in the unit chambers,
The unit chambers include a first unit chamber surrounding the first through-hole forming part, a second unit chamber surrounding the second through-hole forming part, a third unit chamber surrounding the third through-hole forming part, and the fourth through-hole forming part. It includes a fourth unit chamber surrounding the ball forming part,
A heat exchanger having a function of preventing deformation due to pressure, wherein the drain line includes a first drain line connected to the second unit chamber and a second drain line connected to the third unit chamber.
상기 결합부는 상기 간격유지부재가 나사결합될 수 있도록 상기 튜브시트의 일면에 마련된 나사결합부로 이루어지고,
상기 간격유지부재는 상기 삽입공보다 더 큰 직경의 헤드부와, 상기 헤드부의 일측으로부터 상기 삽입공을 통과하도록 연장되며 상기 헤드부가 상기 커버를 지지하도록 상기 나사결합부와 나사결합되는 나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기.According to clause 1,
The coupling portion consists of a screw coupling portion provided on one surface of the tube sheet so that the gap maintenance member can be screwed together,
The gap maintenance member includes a head portion having a larger diameter than the insertion hole, and a screw portion that extends from one side of the head portion to pass through the insertion hole and is screwed together with the screw engaging portion so that the head portion supports the cover. A heat exchanger having a function to prevent deformation due to pressure.
상기 변형방지유닛은 상기 헤드부와 상기 커버의 사이에 설치되어 상기 헤드부의 지지영역을 확장시키기 위한 지지영역 확장부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기.According to clause 3,
The deformation prevention unit is installed between the head portion and the cover and further includes a support area expansion member to expand the support area of the head portion.
상기 지지영역 확장부재는 상기 나사부가 관통 삽입되도록 중공부가 마련된 삽입부와, 상기 삽입부로부터 상기 구획리브를 따라 연장된 제 1날개부와, 상기 삽입부로부터 상기 구획리브와 교차하는 방향으로 연장된 제 2날개부를 포함하고,
상기 제 1, 2날개부는 상기 삽입부의 외주면으로부터 연장되어 상기 커버와 밀착되는 판상의 받침판과, 상기 받침판의 일면으로부터 돌출되어 상기 받침판의 굽힘을 방지하는 보강리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 변형방지 기능을 갖는 열교환기.According to clause 5,
The support area expansion member includes an insertion portion provided with a hollow portion through which the screw portion is inserted, a first wing portion extending from the insertion portion along the partition rib, and extending from the insertion portion in a direction intersecting the partition rib. It includes a second wing,
The first and second wings include a plate-shaped support plate extending from the outer peripheral surface of the insertion portion and in close contact with the cover, and a reinforcing rib protruding from one surface of the support plate to prevent bending of the support plate. Heat exchanger with anti-deformation function.
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