KR20080072851A

KR20080072851A - Ｕ자형 굴곡을 가진 튜브 번들용 진동방지 튜브 지지 장치

Info

Publication number: KR20080072851A
Application number: KR1020087011874A
Authority: KR
Inventors: 애머 에스 와니; 토마스 엠 루디
Original assignee: 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-08-07
Also published as: EP1946031A1; US7699093B2; AU2006304412A1; EP1946031B1; WO2007047603A1; CA2626193A1; US20070089856A1; CN101310157A; JP2009512833A

Abstract

U자형 굴곡 부분(13)을 가진 다수의 긴 튜브(1)를 구비한 튜브 번들용 튜브 지지 장치(20)를 개시한다. 상기 튜브 지지 장치(20)는 한 쌍의 마주보는 면을 가진 세로로 길게 연장된 스트립(21)을 포함한다. 다수의 튜브 결합 부재들(22, 23, 24)은 한 쌍의 마주보는 면으로부터 연장된다. 상기 튜브 지지 장치(20)는 튜브 지지 장치(20)의 한쪽 말단부 위에 형성된 결합 조립체(25)를 포함한다. 결합 조립체(25)는 튜브 번들 내에 위치한 앵커 조립체(14)에 결합되도록 되어 있고, 상기 튜브 지지 장치(20)는 진동으로 인한 손상을 예방하기 위하여 튜브(1) 사이의 목적 위치로 회전될 수 있다.

Description

Ｕ자형 굴곡을 가진 튜브 번들용 진동방지 튜브 지지 장치{ANTI-VIBRATION TUBE SUPPORT FOR TUBE BUNDLES HAVING U-SHAPED BENDS}

본 발명은 일반적으로 튜브 스테이크(tube stake)라고 불리는 튜브 지지 장치에 관한 것이다. 튜브 지지 장치는 유동-유발 진동을 제어하고 튜브 번들(tube bundle) 내의 튜브 또는 로드(rod)의 움직임을 예방하기 위하여 설치된다. 특히, 본 발명은 튜브 번들에 설치된 튜브 지지 장치에 관한 것이며, 여기서 긴 튜브는 튜브 내의 유체 방향을 되돌려 흐르게 할 수 있는 U자형 굴곡(U-bend)을 포함한다. 본 발명은 열 교환기, 스팀 발생기 및 유사 유체-조절 장치의 튜브 또는 로드에 유용하다. 본 발명은 긴 부재(튜브, 파이프, 로드 등)를 가로질러 흐르는 유체에 의하여 발생되는 진동이 문제가 되는 어느 출원에도 사용될 것으로 여겨진다.

튜브 번들 장치, 예컨대 쉘(shell) 및 튜브 열 교환기 및 유체 조절 장치와 유사한 품목은 유체를 장비를 통해 유도되도록 하는 번들로 이루어진 튜브를 사용한다. 이러한 튜브 번들에서, 통상적으로 튜브의 내측면을 통하여 및 외측면을 가로질러 유체가 유동된다. 번들의 튜브 배열은 튜브가 세팅되어 있는 튜브 시 트(tube sheet)에 의하여 세팅된다. 하나의 통상적인 튜브 배열은 직사각형 형태이며, 각각의 쌍 또는 열(row) 사이에서 튜브 레인(tube lane, 튜브 사이의 직선 경로)과 열을 이루어 배열되며, 서로에 대하여 직각으로 배열된다. 이 형태에 있어서, 각각의 튜브는 튜브 번들의 주변에서 8개의 다른 튜브와 인접해있고, 2개의 인접한 열로부터 그 열을 분리시키는 튜브 레인을 가로질러 대응되는 튜브에 직접적으로 마주보게 된다. 삼각형의 튜브 형태에서, 튜브는 다른 열로 서로 배열되어 각각의 튜브가 6개의 다른 튜브(동일 열에서는 2개의 인접 튜브 및 2개의 인접 열에서는 4개의 튜브)에 인접하도록 한다. 튜브 번들에 포함되는 튜브는 튜브 번들의 한쪽면을 따라 한쪽 끝의 길이 방향으로 확장될 수 있다. 본 튜브는 또한, 튜브 번들의 마주보는 면을 따라 길이 방향으로 확장될 수 있는 U자형 굴곡을 포함한다. U자형 굴곡 부분은 통상적으로 튜브 번들 내에 있는 앵커 조립체(anchor assembly) 주변으로 확장될 수 있다.

유체가 순환되면서 튜브 안 및 주변으로 유동되게 하는 유체의 온도 및 밀도의 변화뿐만 아니라 튜브 주위의 유체 유동 패턴 역시 튜브 번들에 유동-유발 진동을 일으킨다. 이러한 진동이 특정 임계 크기에 도달한다면, 번들이 손상될 수 있다. 열 교환 장비에서 원래의 튜브가 다른 재료의 튜브로 대체된다면, 예를 들면 상대적으로 강성의 재료가 보다 경량의 재료로 대체된다면, 튜브 진동 문제는 악화될 것이다. 또한, 장비의 조작에 있어서 보다 과도한 요구 상황에 처해질 때, 예를 들면 다른 종래의 장비가 업그레이드될 때, 유동-유발 진동이 발생될 수 있으며 기존의 만족스런 열 교환기도 새로운 조건하에서는 유동-유발 진동이 될 수 있다. 심지어 열 교환이 일어나지 않는 유체의 상태에서도 특정 조건하에서 열 교환기가 진동될 수 있다.

좋은 장비를 디자인하는 것 외에도 튜브 진동을 줄일 수 있는 다른 방법이 있다. 튜브 지지 장치 또는 이러한 지지 장치로 통상적으로 공지(본 명세서에 언급되어 있음)되어 있는 튜브 스테이크가 튜브 번들에 설치되어 유동-유발 진동을 통제하고 튜브의 과도한 움직임을 예방할 수 있다. 다수의 튜브 지지 장치 또는 튜브 스테이크가 제안되어 있고 상업적으로 시판되고 있다. 미국 특허 제 4,648,442호[윌리암(Williams)]에 설명되어 있는 한 형태는 U자형 배열을 가지고 있으며, 채널(channel)의 윗면과 아래면의 거리는 튜브 번들의 인접한 열의 거리와 같다(즉, 튜브 레인의 치수(dimension)와 실질적으로 동일하다). 이러한 형태의 스테이크는 열 사이에 삽입되어 있으며, 튜브 번들 주변에 위치한 튜브 조각(segment)과 결합된 아치형 조각(arcuate segment)에 의하여 단단하게 결합되어 있어 번들의 열 사이의 바람직한 위치에 스테이크를 고정시킨다.

진동방지 튜브 스테이크의 다른 형태는 미국 특허 제 4,919,199호[한(Hahn)]에 설명되어 있는 부드러운 V자형 배열 스트립(V-configuration strip)으로 만든 스테이크이며, 새들(saddle)이 이러한 V자형 횡단면의 개방된 끝부분에 스트립의 종방향 축(longitudinal axis)에 직각으로 이루어진다. 새들은 튜브 피치(pitch)와 동일한 피치(새들 사이의 거리)의 스트립 및 튜브 번들 내의 튜브에 대응하는 반경(radius)으로 형성되며 튜브 레인의 한쪽면 위로 튜브에 결합된다. 이러한 튜브 및 새들 사이의 결합은 튜브를 튜브 번들 속에 고정시킨다. V자형 배열에 의하 여 발생하는 스프링형 움직임에 대응되는 스트립의 탄력성(resilient nature)으로 인한 스테이크의 전체폭(overall width)을 열고 줄이기 위하여 V자형 팔(arm)을 이용하여 스테이크를 튜브 레인의 양쪽면 위의 튜브에 결합시켜 V자형 스테이크를 튜브의 두 개의 열 사이로 고정시킨다.

유사한 유형의 튜브 스테이크가 미국 특허 제 5,213,155호[한(Hahn)]에 설명되어 있으며, 번들의 주변 튜브 중 하나 이상의 인접한 끝의 튜브 레인 사이에 설치된 U자형 스테이크이다. 새들은 번들의 단일 열의 튜브의 마주보는 면에 결합하기 위하여 V자형 횡단면의 끝부분에 이루어진다. 상기 U자형 스테이크는 스테이크 두 팔(arm) 사이를 뻗는 적당한 고정자(fastener)에 의하여 번들의 튜브 주변이 고정된다.

미국 특허 제 4,648,442호에 제시된 압착된 배열 유형이 가진 하나의 문제점은 스테이크가 선택된 튜브 레인에 고정되지만 각 개별적인 튜브에 좋은 위치를 부여하지 못한다는 것이다. 튜브 레인 및 스테이크에 평평한 면에서의 진동에서 상기 튜브는 자유롭게 움직인다. 미국 특허 제 5,213,155호에 제시된 디자인은 다른 문제점을 가지고 있다: U자형 스테이크로 둘러싸인 튜브 열은 완전히 고정되어 있지만, 스테이크 중 하나에 직접적으로 둘러싸여 있지 않은 튜브 번들 주변의 튜브, 즉 U자형 스테이크의 닫힌 쪽에 있는 튜브(이러한 바깥의 튜브는 교대 열에 있고 U자형 스테이크에 의하여 둘러싸여 있지 않다)는 자유롭게 움직이고 특정 조건에서 진동될 수 있다. 더군다나, 튜브 지지체의 코러게이션(corrugation)이 완전한 깊이(full depth)에 이르기 전에 변이 영역(transition region)을 가지고 있기 때문 에 각각의 가장 바깥의 튜브에 인접한 두 튜브는 진동이 경감되지 못한다.

채널 프레싱(channel pressing)을 사용하여 하나의 튜브 레인을 형성하는 튜브 사이의 거리를 조절하는 스테이크 디자인의 결점은 깊은 채널 프레싱이 요구되어지거나 또는 튜브 레인이 상대적으로 넓을 때 다른 측정기구가 필요하다는 것이다. 더 복잡한 튜브 지지 장치가 미국 특허 제 6,401,803호[한(Hahn)]에서 설명된다. 이 스테이크는 스프링을 압축한 분리된 두개의 V자형 프레싱을 사용하며 이것은 튜브 레인의 마주보는 면의 튜브에 대하여 스테이크를 지탱시키며 흔들리는 진동을 완충시킨다. 그러나, 이러한 형태의 스테이크를 생산하는데 상당한 비용이 든다. 따라서, 복잡하게 분리된 부분 없이 상대적으로 넓은 튜브 레인을 수용할 수 있는 단일의 스테이크가 바람직하다.

이러한 스테이크 디자인의 다른 결점은 U자형 굴곡 부분을 포함하는 긴 튜브에서 진동을 감소시키는데 적합하지 않다는 것이다. 이러한 디자인은 U자형 굴곡 부분의 튜브의 진동을 줄이거나 예방하기 위하여 튜브 번들 내부에 알맞게 고정되어 있어 스테이크의 조작을 어렵게 한다.

발명의 요약

본 발명의 일 관점은 다수의 긴 튜브를 가진 튜브 번들용 튜브 지지 장치를 제공하는 것이다. 다수의 긴 튜브는 긴 부재로 열 배열되어있다. 각각의 긴 튜브는 실질적으로 U자형으로 되어있어 튜브 번들 앵커 조립체의 한 면을 따라 연장되고 튜브 번들의 다른 면을 따라 연장된다. 각각의 튜브는 한 쌍의 긴 선형 부분이 U자형 굴곡 부분에 의하여 연결되어 있다. 튜브 지지 장치는 한 쌍의 마주보는 면 을 가진 길게 늘여진 스트립을 포함한다. 다수의 튜브 결합 부재(tube engaging member)가 마주보는 면으로부터 쌍으로 연장된다. 튜브 결합 부재는 딤플(dimple), 코러게이션 또는 다른 바람직한 돌출부로 형성되며 스트립의 마주보는 면을 따라 연장된 튜브와 결합하게 된다. 본 발명에 따르면, 튜브 지지 장치는 U자형 굴곡 부분에 긴 튜브의 인접한 열 사이에 위치하도록 하는 크기를 가진다.

본 발명에 따르면, 튜브 지지 장치는 튜브 지지 장치의 한쪽 말단부에 형성된 결합 조립체(engagement assembly)를 추가로 포함한다. 결합 조립체를 튜브 번들의 U자형 굴곡 부분의 기하 중심에 인접하여 위치한 앵커 조립체와 결합되게 배열한다. 앵커 조립체를 튜브 내에 삽입한다. 앵커 조립체의 말단부를 하나 이상의 바깥 튜브에 쬐어 앵커 조립체가 유지되도록 한다. 앵커 조립체는 바(bar) 또는 케이블(cable)의 형태로 취할 수 있다. 이러한 배열에서 결합 조립체는 앵커 조립체를 축으로 부분적으로 회전 또는 피봇(pivot)될 수 있으며 이러한 튜브 지지 장치는 진동을 막기 위하여 튜브 사이의 목적 위치로 회전될 수 있다. 결합 조립체는 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 구멍(aperture)을 포함할 수 있다. 구멍은 여기에 앵커 조립체를 수용할 수 있도록 적당한 크기를 가진다. 튜브 사이의 불충분한 구멍으로 앵커 조립체에 접촉하기 위하여 지지 장치가 번들 속으로 완전히 삽입될 수 없는 경우가 있을 수 있다. 구멍을 가진 결합 조립체는 특별히 새로운 튜브 번들에 적합하고 튜브 번들을 조립하는 동안에 튜브 지지 장치는 앵커 조립체에 단단하게 고정되어 있을 수 있다. 결합 조립체는 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 구멍과 같이 슬롯은 여기에 앵커 조립체를 수용할 수 있도록 크기를 가진다. 슬롯 배열은 새로운 튜브 번들 및 이미 설치된 튜브 번들 모두에서 사용될 수 있다. 슬롯은 튜브 지지 장치를 앵커 조립체에 결합시키고, 튜브 지지 장치를 앵커 조립체에 대하여 목적 위치로 회전하게 할 수 있다. 슬롯은 앵커 조립체에 삽입이 용이하도록 끝이 가늘어지는 형상의 말단부를 가질 수 있다.

본 발명의 관점에 따르면, 결합 조립체는 긴 스트립의 일부 또는 스트립의 말단부에 단단하게 고정된 신장부(extension)의 일부로 형성될 수 있다. 스트립의 일부로 형성된 때에는, 결합 조립체는 스트립의 말단부에 형성될 수 있다. 튜브 지지 장치 및 앵커 사이의 결합의 안정성을 증가시키기 위하여 튜브 지지 장치의 말단부의 두께를 증가시킬 수 있다. 이를 위하여 스트립의 말단부를 그 자체로 접어 포개거나 또는 스트립의 말단부에 얇은 층을 포함한 다른 적당한 수단을 부가하면 된다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기에 기술한 튜브 지지 장치를 포함하는 튜브 번들 장치를 개시한다. 튜브 번들 장치는 다수의 긴 튜브를 가진 튜브 번들을 포함한다. 앵커 조립체는 케이블 또는 바의 형태로 형성될 수 있고 번들의 내부 튜브에 위치 할 수 있다. 다수의 긴 튜브가 열 배열되어 있고 긴 튜브는 U자형 배열을 가진다. 튜브는 튜브 번들의 한쪽 면을 따라 연장된 제1 긴 튜브 부분, 앵커 조립체 위로 연장된 U자형 굴곡 부분, 및 튜브 번들의 다른쪽 면을 따라 연장된 제2 긴 튜브 부분을 가진다. 튜브 지지 장치를 U자형 굴곡 부분 사이 공간 내부에 위치하도록 배열시켜 결합 조립체를 앵커 조립체에 결합되게 한다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 튜브 번들 장치는 열 교환기이다. 그러나, 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명은 앵커 조립체가 있는 또는 없는 U자형 굴곡 부분을 포함하는 튜브 번들을 가진 다른 장치와 결합하여 사용될 수 있다. 이러한 장치로 스팀 발생기 및 유사 유체-조절 장치를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 관점은 열 교환기 또는 튜브 번들을 가진 다른 장치에서 진동을 감소시키는 방법을 제공한다. 튜브의 U자형 굴곡 부분 근처의 인접한 열 사이 공간 내에 하나 이상의 튜브 지지 장치가 위치한다. 상기 튜브 지지 장치는 튜브 번들의 앵커 조립체에 결합된다. 각각의 튜브 결합 장치는 앵커 조립체의 축에 대하여 회전하며, 진동을 감소 및/또는 제거하는 필수적인 튜브 지지를 제공하기 위하여 이러한 튜브 지지 장치는 U자형 굴곡 부분 내의 목적 위치로 회전할 수 있다.

본 발명은 이제 하기에 도시된 도면과 관련하여 기술될 것이며, 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 앵커 조립체를 결합하기 위한 결합 조립체를 구비한 튜브 지지 장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 앵커 조립체를 결합하기 위한 결합 조립체를 구비한 튜브 지지 장치의 단면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2의 Y-Y를 따라 도시한 튜브 지지 장치의 단면도이다.

도 4는 도 1 및 도 2의 Q-Q를 따라 도시한 튜브 지지 장치의 단면도이다.

도 5는 도 1에 도시한 구체예의 결합 조립체의 측면도이다.

도 6은 도 1에 도시한 구체예의 결합 조립체의 정면도이다.

도 7은 도 1에 도시한 구체예의 결합 조립체의 변형체의 측면도이다.

도 8은 도 7에 도시한 결합 조립체의 정면도이다.

도 9는 도 2에 도시한 구체예의 결합 조립체의 변형체의 측면도이다.

도 10은 도 9에 도시한 결합 조립체의 정면도이다.

도 11은 도 2에 도시한 구체예의 결합 조립체의 변형체의 측면도이다.

도 12는 도 11에 도시한 결합 구조체의 정면도이다.

도 13은 삼각형으로 배열된 튜브 번들 내에 위치한 튜브 지지 장치의 배치를 도시한 개략도이다.

도 14는 튜브 번들 내에 튜브 지지 장치를 삽입했을 때 튜브 번들 내의 튜브 지지 장치의 배치를 도시한 개략도이다.

도 15는 튜브 지지 장치가 목적 위치로 회전된 후 튜브 번들 내의 튜브 지지 장치의 하나의 가능한 위치를 도시한 개략도이다.

열 교환기는 번들에 정렬된 긴 튜브 또는 로드(1)의 배열(array)을 포함한다. 도 14 및 15에 도시된 바와 같이, 각각의 튜브 또는 로드(1)는 바람직하게 번들의 한쪽 면을 따라 연장된 제1 긴 선형 부분(11)을 포함한다. 제2 긴 선형 부분(12)이 번들의 다른쪽 면을 따라 연장된다. U자형 굴곡 부분(13)이 선형 부분들(11 및 12)을 연결시킨다. 튜브(1)는 도 1, 2, 및 11에서 도시된 바와 같이 수직으로 배열되거나 또는 도 13에서 도시된 바와 같이 삼각형으로 배열된다. 도 14 및 15에서 도시된 바와 같이, 앵커 조립체(14)는 U자형 굴곡 부분(13)에 인접한 번들을 통하여 연장된다. 내측 튜브(즉, 앵커 조립체에 가장 가까이 위치한 튜브 또는 로드)는 번들의 외측에 위치한 튜브보다 일반적으로 더 경직된다. 외측 튜브가 더 진동하거나 달그락거리는 경향이 있다. 앵커 조립체(14)는 하기에 기술하겠지만 튜브 지지 장치를 삽입하기 전에 번들에 먼저 삽입한다. 도 13에서 도시된 바와 같이, 앵커 조립체(14)는 적절한 클램프(6)를 사용하여 하나 이상의 튜브를 쪼는 바(bar) 또는 케이블(cable)과 같은 형태로 취할 수 있다.

본 발명의 튜브 지지 장치 또는 스테이크는 번들 내에서 서로 인접해있지만 공간적으로 분리된 긴 튜브, 로드 등에 직접적인 지지 장치를 제공할 수 있게 배열된다. 긴 튜브는 정의된 튜브 레인 또는 스페이서 레인(spacer lane) 또는 다소 정의되지 못한 스페이스(space)로 분리될 수 있다. 다소 정의되지 못한 스페이스는 튜브 지지 장치가 이미 존재하는 튜브 번들에 설치될 때 발생될 수 있으며, 여기서 튜브 또는 로드의 휨 또는 변형이 일어날 수 있다. 튜브와 관련하여 기술된 본 발명은, 원통모양의 속이 빈 튜브에만 사용되는 것은 아니다. 본 발명은 속이 비거나 또는 속이 꽉 찬 로드에도 사용될 수 있다. 또한, 튜브는 횡단면이 원형인 것으로 제한되지 않는다. 오히려, 정사각형, 삼각형 또는 다른 적당한 형태를 가진 튜브 또는 로드를 포함한다. 튜브 지지 장치의 전체 길이는 튜브 번들의 크기를 기초로 조절가능하고, 인접한 긴 부재 또는 튜브 사이의 스페이스 또는 스페이서 레인은 잘 정의될 수 있다.

본 발명의 구체예에 따르면, 튜브 지지 장치(20)는 이제 도 1 및 3 내지 6과 관련하여 기술될 것이다. 튜브 지지 장치(20)는 긴 스트립(21)을 포함한다. 긴 스트립(21)은 바람직하게는 부식 방지되는 금속(예를 들면, 스테인리스강)으로 형성된다. 긴 스트립(21)은 다수의 튜브 결합 부재들(22, 23, 및 24)의 열을 포함한다. 상기 튜브 결합 부재들은 도 1 및 3에 도시된 바와 같이 스트립(21)의 마주보는 면에 투영되어 있는 딤플들(22a, 22b 및 22c)의 열을 포함할 수 있다. 상기 튜브 결합 부재들은 또한 도 1 및 4에 도시된 바와 같이 스트립(21)의 마주보는 면에 투영되어 있는 긴 코러게이션들(24a, 24b 및 24c)의 열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 튜브 결합 부재(23)는 도 1에 도시된 바와 같이 딤플 및 코러게이션 모두를 포함할 수 있다. 이러한 정렬은 와니(Wanni) 등에 의하여 2004년 5월 19일자로 출원된 미국 특허출원 제 10/848,903호(발명의 명칭:"진동방지 튜브 지지 장치")에 더 자세히 개시되어 있으며, 그 개시내용은 본원에 참고로 구체적으로 혼입되었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 튜브 결합 부재의 각각의 열에서 인접한 튜브(1)에 결합되기 위하여 스트립(21)의 각 표면으로부터 하나 이상의 튜브 결합 부재가 연장된다. 튜브 결합 부재의 치수는 다양하다. 예를 들면, 내측 튜브의 경우에는 튜브가 더 경직되는 경향이 있으므로 튜브 결합 부재의 전체 높이는 감소될 수 있다. 튜브 결합 부재는 하나 이상의 인접한 튜브에 결합될 수 있도록 크기 및 형태를 가지는 다양한 배열을 가질 수 있다고 생각된다.

본 발명은 도면에 도시된 튜브 결합 부재에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범위 내에서 다른 형태의 튜브 결합 부재도 고려될 수 있으며, 이러한 형태는 루디(Rudy) 등에 의하여 2005년 10월 20일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/253,815호(발명의 명칭:"진동방지 튜브 지지 장치") 및 2004년 11월 22일자로 출원된 미국 가출원 제 60/630,010호(발명의 명칭:"진동방지 튜브 지지 장치")에 개시된 측방향 연장 코러게이션을 포함하나 이에 한정되지 않고, 상기 특허출원들의 개시내용은 본원에 참고로 구체적으로 혼입되었다. 또한 튜브 결합 부재는 스트립(21)의 전체 길이에 따라서 충분히 확장된 것으로 도면에 도시되어 있다. 본 발명은 여기에 제한되지 않는다. 오히려, 스트립(21)이 어떤 튜브 결합 부재를 포함하지 않을 수도 있으며, 예를 들면 와니 등에 의하여 2005년 10월 20일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/253,816호(발명의 명칭:"진동방지 튜브 지지 장치")에 개시되어 있으며, 그 개시내용은 본원에 참고로 구체적으로 혼입되었다. 튜브 지지 장치가 존재하지 않을 경우에는 진동 및 달그락거림을 제거할 정도로 필요한 지지 및 휨을 제공하기 위하여 스트립(21)이 인접한 튜브에 접촉하도록 스트립(21)은 두께를 가진다.

튜브 지지 장치(20)는 결합 조립체(25)를 포함한다. 결합 조립체(25)는 스트립(21)의 말단부에 부착되어 있는 플랫바(flat bar, 26)를 포함한다. 바(26)는 용접 또는 리벳 또는 적당한 고정자를 사용하여 스트립(21)에 부착될 수 있다. 스트립(21)과 같이 플랫바(26)는 부식 방지되는 금속으로 형성된다. 플랫바(26)는 두께를 가지며 바람직하게는 튜브(1) 사이와 동일한 크기의 공간을 가진다. 플랫바(26)는 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 여기에 형성된 구멍(27)을 포함한다. 구멍(27)은 도 2에 도시된 바와 같이, 앵커 조립체(14)를 수용할 수 있는 크기를 가지고, 구멍(27)을 통하여 번들에 지지 장치(20)를 단단히 고정시킨다. 플랫바(26)는 가늘어지는 형상의 말단부(28)를 가지며 튜브(1) 사이에 지지 장치(20)의 위치 및 삽입을 용이하게 한다. 플랫바(26)의 진동은 도 7 및 8에 도시되었다. 구멍(27)은 슬롯(29)으로 대체될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 슬롯(29)은 플랫바의 끝단에 인접한 개방 말단부를 가진다. 개방 말단부는 앵커 조립체(14) 위로 지지 장치(20)가 위치하도록 바람직하게는 바깥쪽으로 가늘어지는 형상을 가진다.

구멍(27)을 가진 결합 조립체(25)는 새로운 번들에 적합하며 번들에 조립하는 동안 지지 장치(20)를 앵커에 단단히 고정하게 할 수 있다. 게다가 슬롯(29) 또한 새로운 번들에 적합하며 기존 번들의 설치에도 또한 적합하다. 도 14에 도시된 바와 같이, 튜브 지지 장치(20)는 바람직하게는 U자형 굴곡 부분(13)의 접하는 점에 인접하게 위치하도록 번들 속으로 삽입한다. 결합 조립체(25)는 앵커 조립체(14)와 결합된다. 그 후, 튜브 지지 장치(20)를 도 15에 예시된 바와 같이 앵커 조립체(14)의 축에 대하여 적당한 위치로 회전시켜 튜브(1)가 진동 및/또는 달그락거림이 없도록 적당한 위치에 둘 수 있다. 이러한 방법으로, 복수의 지지 장치(20)를 도 13에 예시된 바와 같이 튜브(1) 사이에 삽입할 수 있다.

삽입 작업 동안에, 지지 장치(20)를 튜브(1) 사이에 삽입하기 위하여 인접한 튜브를 분리하는데 단단한 스페이서 바를 일시적으로 사용할 수 있다. 일단 지지 장치(20)가 삽입되면, 상기 스페이서 바를 제거할 수 있다.

본 발명의 다른 구체예에 따르면, 튜브 지지 장치(30)는 이제 도 1, 3 및 4와 관련하여 기술될 것이다. 상기 튜브 지지 장치(30)는 긴 스트립(21)을 포함한다. 긴 스트립(21)은 바람직하게는 부식 방지되는 금속(예를 들면, 스테인리스강)으로 형성된다. 지지 장치(20)와 같이, 상기 지지 장치(30)는 다수의 튜브 결합 부재들(22, 23, 및 24)의 열을 포함한다. 튜브 결합 부재들은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 스트립(21)의 마주보는 면에 투영되어 있는 딤플들(22a, 22b 및 22c)의 열을 포함할 수 있다. 튜브 결합 부재들은 또한 도 2 및 4에 도시된 바와 같이 스트립(21)의 마주보는 면에 투영되어 있는 긴 코러게이션들(24a, 24b 및 24c)의 열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 튜브 결합 부재는 도 2에 도시된 바와 같이 딤플 및 코러게이션 모두를 포함하는 부재(23)를 포함할 수 있다.

상기 지지 장치(30)는 결합 조립체가 스트립(21)에 통합되어 있기 때문에 지지 장치(20)와는 다르다. 플랫바(26)를 고정하는 것 대신에, 스트립(21)의 신장부(36)에 의하여 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 신장부(36)는 구멍을 포함할 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 신장부(36)는 슬롯을 포함할 수 있고 지지 장치(20)와 관련하여 상기에 서술된 바와 같다. 상기 지지 장치(30)는 지지 장치(20)과 관련하여 상기에 기술된 바와 어느 정도 유사하게 삽입된다.

튜브(1) 사이의 공간과 충분히 동일한 두께로 신장부(36)의 두께를 증가시키기 위하여 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 신장부의 마주보는 면에 추가적인 판을 부가할 수 있다. 신장부(36) 및 판(37)은 함께 용접되거나 또는 리벳 또는 다른 적당한 고정자를 사용하여 결합될 수 있다.

신장부(36)의 두께는 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 스트립(21)의 끝을 접어 증가시킬 수 있다. 두께와 단단함은 신장부(36)의 접혀진 부분(36a 및 36b) 사이에 판을 삽입함으로 더 증가시킬 수 있을 것으로 생각된다. 접혀진 신장부는 앵커 조립체(14)에 신장부(36)를 고정시키기 위한 구멍 또는 슬롯을 포함할 수 있다.

본원에 개시한 구체예는 직사각형 및 삼각형의 튜브 배열에서도 적합하다. 상기 튜브 지지 장치는 또한 30ㅀ, 45ㅀ, 60ㅀ 및 90ㅀ의 배열에서도 적합하다.

상기 튜브 지지 장치들(20 및 30)은 한쪽 끝에 형성된 구멍(5)을 포함할 수 있다. 번들 지지 장치의 바깥부분을 고정시키기 위하여 금속 밴드 또는 케이블이 구멍(5)을 통하여 삽입될 수 있다.

본 발명의 범주를 벗어나지 않는 다양한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다. 따라서, 상기 튜브 지지 장치의 변형이나 변경이 청구항 및 그와 동일한 범위 이내라면 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

열 배열된 다수의 긴 튜브 및 앵커 조립체를 구비한 튜브 번들용 튜브 지지 장치로서,

한 쌍의 마주보는 면을 가진 세로로 길게 연장된 스트립;

튜브 지지 장치가 긴 튜브의 인접한 열 사이에 위치되도록 하는 크기를 가진, 한 쌍의 마주보는 면으로부터 연장된 다수의 튜브 결합 부재; 및

튜브 번들 내의 앵커 조립체에 선택적으로 결합되도록 되어 있는, 튜브 지지 장치의 한쪽 말단부 위에 형성된 결합 조립체

를 포함하는 튜브 지지 장치.
제 1 항에 있어서,

앵커 조립체가 앵커 조립체 축을 가지며,

결합 조립체가 튜브 지지 장치를 앵커 조립체에 고정시키면서 튜브 지지 장치가 앵커 조립체 축 주위를 적어도 부분적으로 회전하도록 하는 튜브 지지 장치.
제 1 항에 있어서,

결합 조립체가 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 구멍을 포함하고, 이때 구멍이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 지지 장치.
제 1 항에 있어서,

결합 조립체가 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 슬롯을 포함하고, 이때 슬롯이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 지지 장치.
제 4 항에 있어서,

슬롯이 개방 말단부를 가지며, 이때 개방 말단부가 앵커 조립체를 슬롯 내로 용이하게 삽입하도록 가늘어지는 형상인 튜브 지지 장치.
제 1 항에 있어서,

결합 조립체가 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 튜브 지지 장치.
제 6 항에 있어서,

한쪽 말단부에 인접한 스트립이 그 자체로 접어 포개져 증가된 두께 구역을 형성하고, 이러한 증가된 두께 구역에 결합 조립체가 형성되는 튜브 지지 장치.
제 1 항에 있어서,

스트립에 고정된 신장부를 추가로 포함하고, 이러한 신장부에 결합 조립체가 형성되는 튜브 지지 장치.
제 8 항에 있어서,

결합 조립체가 신장부의 한쪽 말단부에 형성된 구멍을 포함하고, 이때 구멍이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 지지 장치.
제 8 항에 있어서,

결합 조립체가 신장부의 한쪽 말단부에 형성된 슬롯을 포함하고, 이때 슬롯이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 지지 장치.
제 10 항에 있어서,

슬롯이 개방 말단부를 가지며, 이때 개방 말단부가 앵커 조립체를 슬롯 내로 용이하게 삽입하도록 가늘어지는 형상인 튜브 지지 장치.
다수의 긴 튜브를 가진 튜브 번들, 튜브 번들 내에 위치한 앵커 조립체, 및 하나 이상의 튜브 지지 장치를 포함하는 튜브 번들 장치로서,

상기 다수의 긴 튜브가 열 배열되어 있으며; 각각의 긴 튜브가 튜브 번들의 한쪽 면을 따라 연장되는 제1 긴 튜브 부분, U자형 굴곡 부분 및 튜브 번들의 다른 면을 따라 연장되는 제2 긴 튜브 부분을 가진 실질적으로 U자형 튜브이고; 상기 앵커 조립체가 상기 U자형 굴곡 부분에 인접하게 위치하고 있으며;

상기 튜브 지지 장치 각각이 한 쌍의 마주보는 면을 가진 세로로 길게 연장 된 스트립; 튜브 지지 장치가 긴 튜브의 인접한 열 사이에 위치되도록 하는 크기를 가진, 한 쌍의 마주보는 면으로부터 연장된 다수의 튜브 결합 부재; 및 튜브 번들 내의 앵커 조립체에 선택적으로 결합되도록 되어 있는, 튜브 지지 장치의 한쪽 말단부 위에 형성된 결합 조립체를 포함하는

튜브 번들 장치.
제 12 항에 있어서,

앵커 조립체가 앵커 조립체 축을 가지며, 튜브 지지 장치가 긴 튜브의 U자형 굴곡 부분 내에 목적 위치에 위치하도록 결합 조립체가 튜브 지지 장치를 앵커 조립체에 고정시키면서 튜브 지지 장치가 앵커 조립체 축 주위를 적어도 부분적으로 회전하도록 하는 튜브 번들 장치.
제 12 항에 있어서,

결합 조립체가 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 구멍을 포함하고, 이때 구멍이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 번들 장치.
제 12 항에 있어서,

결합 조립체가 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 슬롯을 포함하고, 이때 슬롯이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 번들 장치.
제 15 항에 있어서,

슬롯이 개방 말단부를 가지며, 이때 개방 말단부가 앵커 조립체를 슬롯 내로 용이하게 삽입하도록 가늘어지는 형상인 튜브 번들 장치.
제 12 항에 있어서,

결합 조립체가 스트립의 한쪽 말단부에 형성된 튜브 번들 장치.
제 17 항에 있어서,

한쪽 말단부에 인접한 스트립이 그 자체로 접어 포개져 증가된 두께 구역을 형성하고, 이러한 증가된 두께 구역에 결합 조립체가 형성되는 튜브 번들 장치.
제 12 항에 있어서,

스트립에 고정된 신장부를 추가로 포함하고, 이러한 신장부에 결합 조립체가 형성되는 튜브 번들 장치.
제 19 항에 있어서,

결합 조립체가 신장부의 한쪽 말단부에 형성된 구멍을 포함하고, 이때 구멍이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 번들 장치.
제 19 항에 있어서,

결합 조립체가 신장부의 한쪽 말단부에 형성된 슬롯을 포함하고, 이때 슬롯이 앵커 조립체를 수용하기 위한 크기를 가지는 튜브 번들 장치.
제 21 항에 있어서,

슬롯이 개방 말단부를 가지며, 이때 개방 말단부가 앵커 조립체를 슬롯 내로 용이하게 삽입하도록 가늘어지는 형상인 튜브 번들 장치.
제 12 항에 있어서,

튜브 번들 장치가 열 교환기인 튜브 번들 장치.
튜브 번들을 가진 열 교환기의 진동을 감소시키는 방법으로서,

상기 튜브 번들이 다수의 긴 튜브 및 튜브 번들 내에 위치하는 앵커 조립체를 구비하고, 상기 다수의 긴 튜브가 열 배열되어 있으며, 각각의 긴 튜브가 튜브 번들의 한쪽 면을 따라 연장되는 제1 긴 튜브 부분, 앵커 조립체 위로 연장되는 U자형 굴곡 부분 및 튜브 번들의 다른 면을 따라 연장되는 제2 긴 튜브 부분을 가진 실질적으로 U자형 튜브이고,

하나 이상의 튜브 지지 장치를 U자형 굴곡 부분에서 인접한 긴 튜브의 열 사이에 위치시키는 단계;

상기 튜브 지지 장치를 앵커 조립체 축을 가진 앵커 조립체에 결합시키는 단계; 및

상기 튜브 지지 장치를 앵커 조립체 축에 대하여 회전시켜 상기 튜브 지지 장치를 U자형 굴곡 부분에서 인접한 긴 튜브 사이의 목적 위치에 위치시키는 단계

를 포함하는 방법.
제 24 항에 있어서,

하나 이상의 튜브 지지 장치 각각이

한 쌍의 마주보는 면을 가진 세로로 길게 연장된 스트립;

튜브 지지 장치가 긴 튜브의 인접한 열 사이에 위치되도록 하는 크기를 가진, 한 쌍의 마주보는 면으로부터 연장된 다수의 튜브 결합 부재; 및

튜브 지지 장치의 한쪽 말단부 위에 형성된 결합 조립체

를 포함하고, 이때 결합 조립체가 앵커 조립체에 결합되는 방법.
제 25 항에 있어서,

결합 조립체가 튜브 지지 장치의 한쪽 말단부에 형성된 구멍인 방법.
제 25 항에 있어서,

결합 조립체가 튜브 지지 장치의 한쪽 말단부에 형성된 슬롯인 방법.