KR200409690Y1 - 분할형 메탈 벨로우즈 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열교환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열공급장치에서 배출되는 제1유체가 통과하는 제1유체관과 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체가 내부에 흐르며, 상기 제1유체관의 벽면을 관통하도록 배치된 제2유체관 및 일단은 상기 제2유체관의 외주면을 감싸면서 상기 제2유체관과 연결되고, 타단은 상기 제1유체관의 벽면의 상기 제2유체관이 관통하는 부분을 감싸면서 제1유체관과 연결되어 관의 열팽창에 의한 상기 관통하는 부분의 파손에 따른 유체와 에너지의 누설을 방지하는 분할형 메탈 벨로우즈를 포함하여 이루어지는 열교환장치에 관한 것이다.

메탈 벨로우즈, 벨로우즈, 플랜지

Description

분할형 메탈 벨로우즈{dividable metal bellows}

도 1은 복합화력발전소의 종래의 열교환장치를 나타낸 단면도

도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 열교환장치를 나타낸 단면도

도 3은 본 고안의 제2실시예에 따른 열교환장치에 있어서 플레시블조인트와 유체관의 연결부를 나타낸 사시도

도 4는 본 고안의 제3실시예에 따른 열교환장치에 사용되는 메탈 벨로우즈를 나타낸 사시도

도 5는 본 고안의 제4실시예에 따른 열교환장치에 사용되는 메탈 벨로우즈와 유체관의 연결부를 나타낸 단면도

도 6은 본 고안의 제4실시예에 따른 분할 되어 있는 플렉시블부재와 플랜지부재의 모습을 나타낸 사시도

본 고안은 열교환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열팽창에 따른 관의 연결부의 파손을 예방하고, 신속하고 간이한 보수를 가능하게 한 구조를 갖는 열교환장치에 관한 것이다.

최근 에너지의 효율적 이용이 가능한 열병합 발전이 주목받고 있다. 열병합발전이란, 전력과 열을 동시에 발생시켜 에너지 이용률을 높인 발전체계로서, 기본적으로는 고온부와 저온부에서 작동하는 서로 다른 열역학사이클을 조합하여 운전하는 것을 특징으로 한다. 이러한 열병합발전소에서는 평균적으로 1일 1회 이상의 단속운전이 이루어지며, 그 결과 공급되는 열전달량이 주기적으로 변하므로, 내부의 열교환장치의 구조물에서는 열팽창과 수축이 일어나게 된다. 특히, 이러한 열병합발전방식과 같은 시설에서 구성부분의 하자가 발생하는 경우에는 하자보수의 문제뿐 아니라 보수에 따른 시설가동의 중지로 인한 2차적 손실마저 초래하게 되므로, 이를 고려한 열교환장치의 설계 및 유지, 보수가 중요하다.

이하, 도 1을 참조하여 종래의 열병합발전소의 열교환장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 보일러 등의 열공급장치(10)에서 연료의 연소에 의해 발생 되는 연소가스는 1차적으로 증기터빈을 구동하여 전기를 발생시킨다. 이후, 증기터빈을 구동한 고온의 연소가스(이하, 제1유체라함)는 '가열로'(이하, 제1유체관(20)이라 함)의 내부를 통과하거나 저장되며, '가열로'의 내부를 관통하는 전열관(이하, 제2유체관이라 함)(30)과 열교환을 한다. 이때 가열로와 전열관은 서로 연결 되어 있다. 나아가, 상기 제2유체관(30)에 전달된 열은 제2유체관(30) 내부의 물(이하, 제2유체)에 전달되며, 제2유체는 제2유체관을 통해 그 끝단에 연결되어 있는 포집부(40)에 전달되며, 포집부에 전달된 제2유체는 새로운 열공급원으로 활용된다.

그러나, 상술한 종래의 열교환장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 종래의 열교환장치에서는 장치의 운전상태에 따라 내부 유체, 즉 상기 제1, 제2유체의 유동으로 인한 유체관등의 구성장치들의 흔들림이 있으며, 특히, 상기 유체관의 내부를 통과하는 유체 및 유체관에 전달되는 열전달량에도 변화가 있다. 특히, 유체관이 직접 연결되어 있는 연결부(80)에서 각 유체관의 구성금속의 열전달율의 차이 및 관의 축 방향의 불일치 등으로 인해 이러한 현상은 더욱 심하게 나타난다. 따라서, 이러한 상기의 흔들림 또는 열팽창은 유체관의 상기 연결부에서의 변형 및 파손을 초래하였고, 결국 상기 연결부에서의 유체의 누설 및 그에 따른 에너지 낭비 등의 문제가 있었다.

둘째, 종래에는 상기 균열 및 파손이 발생한 후에 해당 부분을 밀폐하는 보수작업이 이루어졌다. 그러나 이러한 보수방법은 사후적일 뿐 아니라 작업공정에 많은 시간을 필요로 했다. 또한, 해당 부분에 대한 보수를 위해서는 발전시설의 가동이 중지되어야 했으므로, 상기 언급한 2차적 손실 즉, 보수비용의 증가와 함께 발전소 시설의 중지에 따른 생산성의 저하라는 문제가 있었다.

셋째, 상기와 같은 보수를 하는 경우에도 종래와 같은 내구성을 보장하는데에는 한계가 있었다. 즉, 유체관을 절단하고, 다시 용접 등의 임시처방조치에 의해 관로를 보수함으로써 유체관을 포함한 열교환장치 자체의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 고안의 목적은 열팽창 또는 열수축에 의해 관로가 연결되어 있는 부분의 파손을 예방할 수 있는 구조를 갖는 메탈 벨로우즈를 구비한 열교환장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 상기 관로의 파손에 따른 보수를 간이하고 신속하게 할 수 있는 구조를 갖는 메탈 벨로우즈를 구비한 열교환장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 상기 관로의 파손에 따른 보수를 하는 경우에도 기성품과 동등한 품질을 갖는 메탈 벨로우즈를 구비한 열교환장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 바람직한 실시형태에 따른 분할형 메탈 벨로우즈는 제1유체가 통과하는 제1유체관과 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체가 내부에 흐르며, 상기 제1유체관을 관통하도록 배치된 제2유체관의 상기 관통하는 부분을 감싸도록, 일단은 상기 제2유체관의 외주면을 감싸면서 상기 제2유체관과 연결되고, 타단은 상기 제1유체관의 벽면의 상기 제2유체관이 관통하는 부분을 감싸면서 제1유체관과 연결되어 관의 열팽창에 의한 상기 관통하는 부분의 파손에 따른 유체와 에너지의 누설을 방지하면서 동시에 교체, 보수가 용이하도록 적어도 2개이상으로 분할된 플렉시블부재가 결합되어 이루어진다.
여기서, 상기 플렉시블부재는 축 방향으로 분할되어 이루어진다. 또한, 상기 분할된 플렉시블부재의 결합은 상기 플렉시블부재의 소재의 융점 이하의 온도에서 비활성기체를 이용하여 용접이 행해진다.
한편, 상기 메탈벨로우즈가 적용된 열교환장치는 열공급장치에서 배출되는 제1유체가 통과하는 제1유체관과, 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체가 내부에 흐르며, 상기 제1유체관의 벽면을 관통하도록 배치된 제2유체관, 일단은 상기 제2유체관의 외주면을 감싸면서 상기 제2유체관과 연결되고, 타단은 상기 제1유체관의 벽면의 상기 제2유체관이 관통하는 부분을 감싸면서 제1유체관과 연결되어 관의 열팽창에 의한 상기 관통하는 부분의 파손에 따른 유체와 에너지의 누설을 방지하는 메탈 벨로우즈를 포함하여 이루어지는 열교환장치를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제2유체관이 상기 제1유체관을 관통하는 부분에서 상기 제2유체관이 상기 제1유체관과 분리되어 있도록 상기 제2유체관의 지름보다 큰 지름을 갖는 구멍이 상기 제1유체관의 벽면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 메탈 벨로우즈는 분리와 교체가 용이하도록 2이상의 분할된 플렉시블부재가 결합 되어 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 상기 플렉시블부재는 축방향을 따라 분할되는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 플렉시블부재의 결합은 플렉시블부재의 소재의 융점 이하의 온도에서 비활성기체를 이용하여 용접이 행해지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 열교환장치에 있어서, 제2유체관과 연결되는 메탈 벨로우즈의 일단은 메탈 벨로우즈의 외주면을 감싸면서 2 이상으로 분할 가능하도록 구성된 플랜지부재의 결합으로 이루어지며, 제2유체관의 외주면에는 상기 플랜지부와 결합할 수 있는 체결부가 형성될 수 있다. 또한, 분할되어 있는 플랜지부재의 결합은 메탈 벨로우즈의 수축방향에 수직을 이루는 제1체결부에 의하도록 구성될 수 있다. 이때, 플랜지부재의 제2체결부와 제2유체관의 체결부의 결합면의 후면은 그 둘레를 따라 오목한 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 고안의 또 다른 적절한 실시형태에 의하면, 제1유체가 통과하는 제1유체관과 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체가 내부에 흐르며, 상기 제1유체관을 관통하도록 배치된 제2유체관의 상기 관통하는 부분을 감싸도록, 일단은 상기 제2유체관의 외주면을 감싸면서 상기 제2유체관과 연결되고, 타단은 상기 제1유체관의 벽면의 상기 제2유체관이 관통하는 부분을 감싸면서 제1유체관과 연결되어 관의 열팽창에 의한 상기 관통하는 부분의 파손에 따른 유체와 에너지의 누설을 방지하면서 동시에 교체, 보수가 용이하도록 적어도 2개이상으로 분할되어 있는 메탈 벨로우즈가 제공될 수 있으며, 이때 상기 분할된 플렉시블부재의 결합은 플렉시블소재의 융점 이하의 온도에서 비활성기체를 이용하여 용접이 행해지도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 고안에 의하면, 열교환장치의 열교환과정에서 상기 제2유체관이 제1유체관을 관통하는 부분에서의 유체의 누설을 방지함으로써, 에너지의 손실을 예방할 수 있다.

나아가, 본 고안에 의하면 제1유체관과 제2유체관을 연결하는 메탈 벨로우즈의 노후화에 따른 보수를 용이하고 신속하게 하는 것이 가능하다. 나아가, 이러한 보수를 통해서도 기성품에 비견되는 우수한 품질을 갖는 메탈 벨로우즈를 구비한 열교환장치의 제공이 가능하다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도2는 본 고안의 제1실시예에 따른 열교환장치를 나타낸 단면도로서, 이를 참조하여, 본 고안에 따른 열교환장치의 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 열교환장치는 고온의 유체를 제공하는 열공급장치(100), 상기 유체가 흐르는 제1유체관(200), 제2유체관의 구성부분으로서, 그 내부에서 제2유체가 저장, 순환하는 다수의 헤더부(250), 헤더부를 경유한 제2유체가 통과하는 제2유체관(300), 제2유체가 전달되는 포집부(400)와 상기 제1유체관과 제2유체관에 연결되어 있는 메탈 벨로우즈(500)를 포함하여 이루어진다.

상세히 설명하면, 보일러 등의 가열장치에 의하여 생성된 고온의 제1유체는 열공급장치(100)를 통해, 제1유체관(200)에 공급된다. 제1유체관은 공급받은 제1유 체를 통과시키거나, 이를 관 내부에서 순환하도록 한다. 한편, 상기 제1유체관 내부에는 제1유체관을 관통하는 1개 이상의 제2유체관이 있으며, 제2유체관에는 헤더부(250)가 형성되어 있어 제1유체에 저장되어 있는 열에너지의 흡수를 최대화한다.

여기서 상기 헤더부는 에너지 흡수율을 높이기 위해서 표면적이 최대화되는 구의 형태가 바람직하다. 헤더부와 제2유체관의 표면을 통해 제1유체로부터 전달받은 열에너지는 제2유체관을 통과하는 제2유체에 전달된다. 제2유체는 다시 상기 전달받은 열을 제2유체관을 통해 제1유체관 외부에 위치한 상기 포집부에 전달되며 상기 제2유체는 다시 새로운 열원으로서 다른 기관에 전달되어 활용되게 된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 메탈 벨로우즈(500)의 일측은 제2유체관의 외주면을 감싸면서, 그 외주면과 결합되며, 타측은 상기 제2유체관이 제1유체관을 관통하는 부분을 덮으면서 상기 제1유체관과 연결된다.

한편, 본 고안은 열팽창이 이루어지는 금속소재의 연결부에는 모두 적용이 가능하며, 상기 제1유체관과 제2유체관은 그 용어에 관계없이 통상의 관의 형태로 한정되지 않는 의미이다. 예를 들어, 복합화력발전소와 같은 시설에서, 가열된 가스가 공급되어 통과하는 가열로와 가스로부터 열을 전달받는 전열관에 있어서 상기 가열로와 같은 시설은 상기 제1유체관을 의미하는 것이며, 상호연결관계를 갖는 다수의 금속 부재의 연결부에서 열팽창 또는 유체의 유동에 따라 발생하는 응력집중으로 인한 연결되어 있는 부분의 파손 등에 대비한 적용이 가능하다.

또한, 제2유체관과 제1유체관의 연결 형태는 제2유체관이 제1유체관을 수직으로 관통하는 형태에 한정되지 아니하며, 2이상의 유체관이 서로 연결되어 있는 어떠한 형태의 연결부에도 적용할 수 있다. 따라서, 구체적인 적용에 따른 변형된 형태는 본 고안에 포함된다. 유체의 종류는 불문하며, 가스, 수증기 등의 다양한 형태가 될 수 있다.

한편, 상기 메탈 벨로우즈는 벨로우즈형상으로 되어 있어 축방향으로 신축이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 헤더부(250)에서는 넓은 표면적으로 인해 고온의 유체로부터 열흡수량을 높이기 위한 것이며, 유체로부터 전달되는 열전달의 결과로서 상기 제1유체관과 제2유체관은 수축, 팽창을 한다. 이때, 제2유체관이 제1유체관을 관통하는 부분을 상기 제1, 제2유체관의 외부에서 둘러싸고 있는 벨로우즈 형태로 이루어진 메탈 벨로우즈는 축방향으로의 수축, 팽창을 하며, 이로 인해 발전소설비의 운전상황의 변화에 따른 관 내부의 유체의 유동뿐 아니라 유체관의 수축, 팽창에 따른 응력 또한 흡수한다.

또한, 상기 제1유체관과 제2유체관이 연결되어 있는 부분에서 파손이 있는 경우에도, 상기 메탈 벨로우즈가 상기 파손부를 상기 제1, 제2유체관의 외부에서 에워싸면서 상기 제1, 2유체관과 결합되어 있어 외부로 가스가 유출되는 것을 방지한다.

한편, 상술한 제1실시례의 열교환장치를 장시간 운전하는 경우에는 메탈 벨로우즈의 수명의 한계로 인해 교체의 필요성이 생겨난다. 이하에서는, 메탈 벨로우즈의 교체 및 보수를 용이하게 할 수 있는 구조를 갖는 열교환장치를 설명한다.

도3은 본 고안의 제2실시예에 따른 열교환장치에 있어서 플레시블조인트와 유체관의 연결부를 나타낸 사시도이다. 이를 참조하여 본 고안에 따른 열교환장치의 제2실시예를 설명하면 다음과 같다. 본 실시예의 기본적인 구성은 상술한 제1실시에와 동일하다. 단, 본 실시예에서는 상술한 실시예와는 달리, 상기 제1유체관을 제2유체관이 관통하며, 제2유체관과 상기 제1유체관이 분리되어 있도록 상기 제2유체관의 지름보다 큰 지름을 갖는 구멍(900)이 상기 제1유체관의 벽면에 형성되어 있다.

상세히 설명하면, 상기 제1유체관(200)에는 제2유체관(300)이 관통하도록, 제2유체관의 지름보다 큰 구멍(900)이 형성되어 있으며 이 구멍과 제2유체관의 지름의 차이로 인해 틈새(910)가 형성된다.

한편, 상기 메탈 벨로우즈(500)의 일단은 제2유체관의 외주면을 감싸면서 그 외주면과 연결된다. 나머지 일측은 상기 제1유체관의 표면에 형성되어 있는 틈새(910)를 감싸면서 제1유체관의 구멍둘레의 표면에 연결된다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 메탈 벨로우즈는 관통구의 틈새를 완전히 밀폐하여 상기 틈새로부터 가스가 누출되지 않도록 하며 상기 제1실시예에서와 같이 관의 수출팽창에 따른 응력을 흡수한다.

한편, 상기 제1유체관에 형성되어 있는 상기 제2유체관이 관통하는 상기 구멍(900)과 상기 제2유체관의 지름의 차이로 인한 틈새(910)는 유체로부터 전달되는 열전달량의 변화에 따른 제1유체관의 수축, 팽창을 흡수하며, 제1유체관과 제2유체 관은 분리되어 있어 제2유체관이 그 반경 방향으로 수축, 팽창하는 경우에도 양 유체관이 직접연결되어 있지 않아, 직접연결로 인한 연결부의 낮은 유동성으로 인해 발생할 수 있는 상기 연결부의 파손을 방지할 수 있다.

도4는 본 고안의 제3실시예에 따른 열교환장치에 사용되는 메탈 벨로우즈를 나타낸 사시도이다. 이를 참조하여 본 고안에 따른 열교환장치의 제3실시례를 설명하면 다음과 같다. 본 실시예의 기본적인 구성은 상술한 제1, 제2실시예와 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 상술한 실시예와는 달리 상기 메탈 벨로우즈(500)가 조립이 가능하도록 분할되어 있는 플렉시블부재(550)로 구성된다. 그리고, 상기 플렉시블부재(550)는 적어도 2개 이상으로 분할되어 있을 수 있고, 분할방향은 적용형태에 따라 다양한 형상에 의할 수 있으나, 축방향에 평행하게 최소의 부재로 분할하는 것이 작업시간의 단축을 위해 바람직하다.

한편, 상기 메탈 벨로우즈의 조립에 있어서 플렉시블부재(550)간의 결합은 용접에 의할 수 있다. 이하에서 설명하는 용접방식에 의하도록 하는 것이 바람직하다.

플렉시블부재(550)의 용접에 있어서는 플렉시블소재의 경화를 방지할 필요가 있다. 즉, 용접온도가 플렉시블부재(550)의 구성소재의 융점보다 높은 온도에서 이루어지는 경우, 플렉시블부재(550)의 결합부(600)의 변형 등을 초래하기 때문이다. 이는 메탈 벨로우즈(500)의 중요한 기능인 신축성을 약화시키는 결과를 초래한다. 따라서, 본 고안에서는 플렉시블부재(550)의 구성소재의 융점보다 낮은 온도에서 융점을 갖는 용접봉을 사용한 용접을 통해 플렉시블부재를 결합하도록 한다.

또한, 상기 용접은 헬륨(H₂), 아르곤(Ar₂)같은 비활성기체 또는 질소(N₂)를 연소가스로 선택할 수 있다. 비활성기체를 이용하는 경우에는 산화에 따른 잔유물의 발생이 최소화되며, 이는 산화물의 제거에 따른 시간을 단축시켜서 결합부(600)의 보수작업을 단축시키는데 도움이 된다.

그리고, 용접이 되는 결합부(600)는 신속한 용접을 위해 가공처리되어 있는 것이 바람직하다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

제1실시예와 같이 제1유체관 및 제2유체관이 일체로 되어 있는 경우나, 제2실시예와 같이 양 유체관이 분리되어 있는 경우에 있어서, 유체관의 최초 배관시에 유체관과 메탈 벨로우즈가 일체로 되어 있는 경우에는 메탈 벨로우즈가 노후화되면 해당 메탈 벨로우즈뿐 아니라 내부의 유체관까지도 같이 절단하지 않으면, 메탈 벨로우즈의 완전한 보수는 이루어지기 힘들다.

그러나, 본 실시예에 따르면 메탈 벨로우즈(500)가 2이상의 플렉시블부재(550)로 되어 있으므로, 기존의 메탈 벨로우즈를 절단한 다음, 플레시블부재(500)의 결합부에 대한 간단한 용접만을 통해 메탈 벨로우즈를 교체할 수 있다. 나아가, 플렉시블부재(550)의 결합을 해당 소재의 융점이하로 용접을 함으로써, 플렉시블 소재가 경화되지 않아, 신축성이 유지된다. 또한, 비활성기체를 이용한 용접으로 인해, 용접부에서의 산화에 따른 슬래그의 발생이 억제된다. 또한 상기 가공처리된 플렉시블부재의 결합부는 용접을 용이하게 해준다.

도5는 본 고안의 제4실시예에 따른 열교환장치에 사용되는 메탈 벨로우즈와 유체관의 연결부를 나타낸 단면도이며, 이를 참조하여 본 고안에 따른 열교환장치의 제4실시례를 설명하면 다음과 같다. 본 실시예의 기본적인 구성은 상술한 제3실시예와 동일하다. 단, 본 실시예에서는 상술한 제3실시예에서와 달리, 제2유체관의 외주면과 메탈 벨로우즈의 결합은 상기 메탈 벨로우즈의 끝단에 형성되는 플랜지부에 의한다.

한편, 상기 메탈 벨로우즈는 2이상의 플렉시블부재(550)와 2이상의 플랜지부재(750)로 분할되어 있으며, 플랙시블부재의 결합방식은 제3실시예의 구성과 기본적으로 동일하다.

또한, 상기 제2유체관의 외주면에는 그 둘레를 따라서 메탈 벨로우즈의 플랜지부와 결합되기 위한 체결부(1000)가 형성되어 있다.

이하, 상세히 설명한다. 플렉시블부재는 제3실시예와 마찬가지로 용접등의 방식에 의해 결합 된다. 또한, 상기 제3실시예에서 제안된 용접방식은 전부 채용될 수 있다.

상기 플렉시블부재의 결합이 완료되면, 상기 플랜지부재를 결합한다. 도6은 본 고안의 제4실시예에 따른 분할되어 있는 플렉시블부재(550)와 플랜지부재(750)의 모습을 나타낸 사시도이다. 이하, 도6을 참조하여, 플랜지부재의 결합 과정을 설명한다.

분할되어 있는 플랜지부재는 상기 결합된 플렉시블부재의 양끝단을 감싸면서 체결된다. 여기서 플랜지부재의 체결은 플랜지부재의 결합방향으로 형성되어 있는 플랜지부의 끝단에 형성되어 있는 제1체결부(71)의 결합을 통해 이루어지며 결합방식은 볼트 또는 리벳결합에 의할 수 있다.

또한, 상기와 같이 플렉시블부재의 결합을 완료한 상태에서, 상기 제1체결부(71)와 수직방향을 취하고 있는 플렌지부재에 형성되어 있는 제2체결부(72)는 제2유체관의 체결부(1000)와 결합한다. 이때, 플랜지부재와 제2유체관사이에는 가스킷을 삽입하는 것이 제2유체관의 기밀유지를 위해 바람직하다. 한편, 플랜지부재의 상기 제2체결부(72)와 제2유체관의 체결부(1000)의 결합면 후면에는 각각 플랜지부재와 유체관의 둘레를 따라, 오목한 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 플랜지부재사이의 제1체결부(71)는 메탈 벨로우즈가 수축팽창하는 방향과 수직으로 되어 있어, 이러한 체결방향으로 인해, 메탈 벨로우즈의 열팽창이 있는 경우에도, 플랜지부재간의 체결력이 악화되는 것이 최소화된다. 나아가, 플랜지부재의 상기 제2체결부(72)와 제2유체관의 체결부(1000)의 결합면의 후면은 오목한 홈구조(21)로 만들어 넓은 표면적이 형성되도록 함으로써, 플랜지부를 통해 열이 효율적으로 외부로 발산되도록 함으로써, 체결력의 향상은 물론 열팽창과 수축에 따른 제2유체관과 플랜지부재의 결합면의 결합구(31)의 변형이 방지되어, 차후의 보수시에도 플랜지부재와 제2유체관의 체결부의 결합이 용이하게 한다.

본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 고안의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 분할형 메탈 벨로우즈의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 고안에 의하면, 열교환장치 내부의 유체관들이 연결되어 있는 부분에서의 열에너지의 전달로 인한, 수축,팽창에 따른 파손이 있는 경우에도, 유체의 외부로의 누설 및 그에 따른 에너지의 낭비 등 경제적 손실을 방지할 수 있다. 특히, 메탈 벨로우즈를 매개로 유체관이 연결됨으로써, 운전상황에 따른 유동 및 열팽창 등에 따라 유체관에서 발생할 수 있는 응력이 흡수, 해소되어 열교환장치의 안정적인 가동이 가능하다.

둘째, 본 고안에 의하면, 제2유체관이 제1유체관을 관통하는 부분에 설치된 메탈 벨로우즈의 교체 및 보수가 용이하여, 열교환장치가 적용되는 시설의 안정적인 운전이 가능하며, 생산성의 저하를 막을 수 있다 .

셋째, 본 고안에 의하면, 조립되는 플렉시블부재의 결합에 있어서, 우수한 품질을 갖는 용접방법을 채택함으로써, 기성품과 동등 또는 그 이상의 내구성과 품질을 가진 메탈 벨로우즈를 유지할 수 있다.

넷째, 본 고안에 의하면 제2유체관과 메탈 벨로우즈의 연결은 플랜지의 형태로 되어 있으므로, 간이한 조립작업에 의해 메탈 벨로우즈의 교체가 가능해짐으로써, 교체작업이 신속하게 이루어지도록 하며, 향상된 기밀을 갖는 열교환장치를 유지할 수 있다.

Claims (10)

1. 제1유체가 통과하는 제1유체관과 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체가 내부에 흐르며, 상기 제1유체관을 관통하도록 배치된 제2유체관의 상기 관통하는 부분을 감싸도록, 일단은 상기 제2유체관의 외주면을 감싸면서 상기 제2유체관과 연결되고, 타단은 상기 제1유체관의 벽면의 상기 제2유체관이 관통하는 부분을 감싸면서 제1유체관과 연결되어 관의 열팽창에 의한 상기 관통하는 부분의 파손에 따른 유체와 에너지의 누설을 방지하면서 동시에 교체, 보수가 용이하도록 적어도 2개이상으로 분할된 플렉시블부재가 결합되어 이루어진 분할형 메탈 벨로우즈.
2. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블부재는 축 방향으로 분할되어 이루어짐을 특징으로 하는 분할형 메탈 벨로우즈.
3. 제2항에 있어서, 상기 분할된 플렉시블부재의 결합은 상기 플렉시블부재의 소재의 융점 이하의 온도에서 비활성기체를 이용하여 용접이 행해지는 것을 특징으로 하는 분할형 메탈 벨로우즈.
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