KR20030018392A - 튜브시트 조인트형 열교환기 및 그 열교환기의 튜브를튜브시트에 조인하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기 및 그 열교환기의 튜브를 튜브시트에 조인하는 방법에 관한 것으로서, 열교환기는, 다수개의 튜브(30)의 양 단부에 결합되는 상,하부 튜브시트(21)(22)와, 상,하부 튜브시트(21)(22)와 각각 실링되게 결합되는 상,하부 헤더(41)(42)를 포함하는 열교환기에 있어서, 상부 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)이 형성되어 있고, 그 홀(21a)들에는 튜브(30)들의 일부가 관통되도록 끼어져 있으며, 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에는 바니쉬(varnish)가 스며들어가 굳어진 것을 특징으로 한다. 또한, 그 열교환기의 튜브를 튜브에 조인하는 방법은, 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)을 형성하는 단계; 홀(21a)들에 튜브(30)들의 일부가 관통되도록 끼어넣는 단계; 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에 바니쉬(varnish)를 덧칠하여 실링하는 단계; 바니쉬가 굳어지도록 소정의 온도로 가열시키는 단계;를 포함한다.

Description

튜브시트 조인트형 열교환기 및 그 열교환기의 튜브를 튜브시트에 조인하는 방법{Tube sheet joint type heat exchanger and method for joining tubes to the heat exchanger}
본 발명은 튜브시트 조인트형 열교환기 및 그 열교환기의 튜브를 튜브시트에조인하는 방법에 관한 것이다.
열교환기는 다양한 산업 분야에서 광범위하게 채용되고 있으며, 예를 들면 각종 냉/난방 장치, 변압기의 방열기등에 채용되고 있다. 열교환기는 사용 목적에 따라 다양한 구조를 가지며, 대표적인 구조로는 튜브시트 조인트형 열교환기가 있다. 이러한 튜브시트 조인트형 열교환기는, 상,하부 튜브시트 사이에 결합되는 다수개의 튜브와, 상,하부 튜브시트에 실링되게 결합되는 상,하부 헤더를 가지는 구조를 이룬다.
그런데, 상기와 같은 구조의 열교환기에 있어서, 상,하부 튜브시트에 튜브를 조인하는 과정은 매우 복잡한데, 예를 들면 상,하부 튜브시트에 홀을 형성하고 튜브를 그 홀에 직접 용접하는 방법이나, 또는 튜브를 상,하부 튜브시트의 홀에 끼어 넣은 후 소정의 기구를 이용하여 튜브들을 확관함으로써 홀에 억지 끼어맞추는 방법들이 주로 사용되고 있다. 이러한 방법은 매우 더디게 진행되므로 결국 열교환기의 제조 효율이 떨어지고 이는 열교환기의 단가 상승으로 이어졌다.
또한, 상기한 용접 방법이나 확관 방법에 의하면 상,하부 튜브시트의 홀에 튜브가 완전히 실링되도록 조인하는 것이 어려우므로, 소정이 시간이 지난후 냉각유가 새는 리크 현상이 종종 발생하였고, 이로 인하여 열교환기의 사용 수명이 짧아지게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 튜브와 튜브시트가 완벽하게 실링되도록 조인된 열교환기 및 그 열교환기의 튜브를 튜브시트에 용이하게 조인하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명에 따라 튜브를 튜브시트에 조인하여 구현한 열교환기의 일 실시예의 사시도,
도 2 는 도 1에 있어서 튜브와 튜브시트와의 조인 상태를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ... 본체
10a, 10b ... 제1유입구 및 제1유출구
11, 12 ... 플랜지 21, 22 ... 튜브시트
21a ... 홀 30 ... 튜브
41, 42 ... 상,하부 헤더
41a, 42a ... 제2유입구 및 제2유출구
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열교환기는, 다수개의 튜브(30)의 양 단부에 결합되는 상,하부 튜브시트(21)(22)와, 상기 상,하부 튜브시트(21)(22)와 각각 실링되게 결합되는 상,하부 헤더(41)(42)를 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 상부 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)이 형성되어 있고, 그 홀(21a)들에는 튜브(30)들의 일부가 관통되도록 끼어져 있으며, 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에는 바니쉬(varnish)가 스며들어가 굳어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열교환기의 튜브를 튜브시트에 조인하는 방법은, 다수개의 튜브(30)의 양 단부에 결합되는 상,하부 튜브시트(21)(22)와, 상기 상,하부 튜브시트(21)(22)와 각각 실링되게 결합되는 상,하부 헤더(41)(42)를 포함하는 열교환기를 제조하는 방법에 적용하는 것으로서, 상기 상부 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)을 형성하는 단계; 상기 홀(21a)들에 튜브(30)들의 일부가 관통되도록 끼어넣는 단계; 상기 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에 바니쉬(varnish)를 덧칠하여 실링하는 단계; 상기 바니쉬가 굳어지도록 소정의 온도로 가열시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 튜브시트 조인트형 열교환기 및 그 열교환기의 튜브를 튜브시트에 조인하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따라 튜브를 튜브시트에 조인하여 구현한 열교환기의 일 실시예의 사시도이고, 도 2 는 도 1에 있어서 튜브와 튜브시트와의 조인 상태를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 열교환기의 일 실시예는, 본체(10)의 양 플랜지(11)(12)에 설치되는 상,하부 튜브시트(21)(22)와, 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에 연통되게 설치되는 다수개의 튜브(30)와, 상,하부 튜브시트(21)(22)에 실링되게 각각 결합되는 상,하부 헤더(41)(42)를 포함한다.
본체(10)에는 냉각유 또는 가열유가 유입되고 유출되는 제1유입구(10a) 및 제1유출구(10b)가 형성되어 있다. 이곳으로 외부의 냉각수단, 예를 들면 팬과 라디에이터로 구성되거나, 방열판과 같은 냉각수단을 경유하는 냉각유가 흐르게 된다.
상,하부 튜브시트(21)(22)는 양 플랜지(11)(12)에 실링되게 결합되는 것으로서, 동일 위치에 다수개의 홀이 형성되어 있다. 설명을 용이하게 하기 위하여 상부 튜브시트(21)를 예로써 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 홀(21a)이 형성되어 있고, 이 홀(21a)에는 튜브(30)가 일부 관통되어 있다.
튜브(30)들은 상,하부 튜브시트(21)(22)의 홀(21a)들을 관통하고 있다. 이때, 상,하부 튜브시트(21)(22)와 튜브(30) 사이에는 바니쉬(varnish)가 스며들어가 굳음으로써 실링되어 있다. 이러한 튜브(30)들의 일부가 튜브시트(21)(22)를 관통하는 것이 바람직하다.
상,하부 헤더(41)(42)는 상,하부 튜브시트(21)(22)에 각각 실링되게 설치되는 것으로서, 상부 헤더(41)에는 냉각유 또는 가열유가 인입되고 유출되는 제2유입구(41a) 및 제2유출구(42a)가 형성되어 있다. 상부 헤더(41)로 유입된 냉각유 또는 가열유는 튜브(30)들을 경유한 후 하부 헤더(42)로 모아지고, 이후 외부로 유출된다.
다음, 상기와 같은 구조의 열교환기에 제조방법에 적용되는 것으로서, 튜브(30)를 튜브시트(21)(22)에 조인하는 방법을 설명한다.
먼저, 상부 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)을 형성하는 단계를 수행한다.
다음, 홀(21a)들에 튜브(30)들을 끼어넣어 일부가 관통되도록 하는 단계를 수행한다.
다음, 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에 바니쉬(varnish ;50)를 덧칠하는 단계를 수행한다. 이때 사용되는 바니쉬는 액상의 것을 사용하는데, 굳은 이후, 열 및 압력에도 내구성이 강한 것을 사용한다. 바니쉬는 튜브와 튜브시트가 접하는 부분에 덧칠하는데, 이때 바니쉬는 모세관 현상에 의하여 튜브와 튜브시트 사이의 공간을 모두 메워줌으로써 견고하게 실링된다.
다음, 바니쉬가 굳을 수 있도록 토치를 이용하여 소정시간 굳히는 단계를 수행한다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액상의 바니쉬를 튜브와 튜브시트와 접하는 부분에 칠함으로써 바니쉬가 튜브와 튜브시트 사이의 공간으로 스며들면서 굳어지고 이로써 튜브는 튜브시트에 견고하게 실링된다. 따라서, 종래와 같이 용접이나 확관하는 복잡한 공정을 거칠 필요가 없어 결국 열교환기의 제조효율이 상승되고 단가를 낮출 수 있다.
또한, 바니쉬가 튜브와 튜브시트 사이에 스며들면서 굳어지므로 실링이 확실하게 되어 냉각유가 새는 리크 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 전열 효율이 낮아지고 열교환기의 수명이 단축되는 것을 막을 수 있다.

Claims (2)

  1. 다수개의 튜브(30)의 양 단부에 결합되는 상,하부 튜브시트(21)(22)와, 상기 상,하부 튜브시트(21)(22)와 각각 실링되게 결합되는 상,하부 헤더(41)(42)를 포함하는 열교환기에 있어서,
    상기 상부 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)이 형성되어 있고, 그 홀(21a)들에는 튜브(30)들의 일부가 관통되도록 끼어져 있으며, 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에는 바니쉬(varnish)가 스며들어가 굳어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 다수개의 튜브(30)의 양 단부에 결합되는 상,하부 튜브시트(21)(22)와, 상기 상,하부 튜브시트(21)(22)와 각각 실링되게 결합되는 상,하부 헤더(41)(42)를 포함하는 열교환기를 제조하는 방법에 적용하는 것으로서,
    상기 상부 튜브시트(21)와 하부 튜브시트(22)의 동일 위치에 다수개의 홀(21a)을 형성하는 단계;
    상기 홀(21a)들에 튜브(30)들의 일부가 관통되도록 끼어넣는 단계;
    상기 관통된 튜브(30)들과 상,하부 튜브시트(21)(22) 사이에 바니쉬(varnish)를 칠하여 실링하는 단계;
    상기 바니쉬가 굳어지도록 소정의 온도로 가열시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브를 튜브시트에 조인하는 방법.
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