KR20080098890A

KR20080098890A - 열교환기의 튜브시트의 가공방법

Info

Publication number: KR20080098890A
Application number: KR1020070044273A
Authority: KR
Inventors: 마대열
Original assignee: 주식회사 티에스엠텍
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-12

Abstract

본 발명은 화공유체를 저장하는 탱크의 직경이 큰 대용량의 열교환기에서 열교환기의 셀부에 고정되는 튜브시트에 열교환튜브가 끼워져 장착되는 튜브장착구멍의 형성에 있어서의 튜브시트피가공물에 셀부가이드를 용접하고 셀부가이드가 용접된 튜브시트피가공물를 열처리를 행한 후, 튜브장착구멍 가공용 천공작업기의 바이스패널에 튜브시트피가공물을 장착하여, 튜브시트피가공물에 천공작업기의 드릴링작업대의 드릴머신에 의하여 튜브장착구멍이 가공되도록 함으로서, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍의 가공에 의한 가공변형을 최소화할 수 있으면서 강도 구조상으로도 안전한 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 관한 것으로, 열교환기의 셀부의 양쪽에 채널부가 결합되는 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 있어서, 일정두께의 원판형상의 튜브시트피가공물(30)과; 상기 튜브시트피가공물의 둘레면에 돌출칫수(ℓ)를 가지는 셀부가이드(40)가 용접되도록 한 용접공정과; 상기 셀부가이드(40)가 용접된 튜브시트피가공물(30)의 지름의 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 1차 가공공정과; 상기 튜브장착구멍(21)들이 1차 가공된 튜브시트피가공물(30)의 나머지 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 2차 가공공정;을 포함하며, 또한 본 발명의 상기 원판형상의 튜브시트피가공물(30)의 둘레면에 셀부가이드(40)를 용접하고, 상기 튜브시트피가공물(30)에 열처리를 행한 후, 상기 1,2차 가공공정이 행하도록 되어 있다.

튜브시트, 튜브시트피가공물, 바이스패널, 드릴링작업대, 셀부가이드, 돌출칫수, 절반면적, 수직포스트, 드릴머신

Description

열교환기의 튜브시트의 가공방법{Molding method of tube seat of heat exchanger}

도 1a,b 는 일반 열교환기의 셀부와 체널부의 결합 및 분리도,

도 2 는 본 발명의 열교환기의 튜브시트피가공물의 가공방법의 개념도,

도 3 은 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 의해 가공된 튜브시트의 평면도,

도 4a,b 는 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 천공작업기에 의한 가공예의 측면도,

도 5a,b 는 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 천공작업기에 의한 가공예의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 튜브시트 21 : 튜브장착구멍

30 : 튜브시트피가공물 40 : 셀부가이드

100 : 바이스패널 200 : 드릴링작업대

210 : 수평이송대 220 : 수직포스트

230 : 드릴머신작업대 240 : 드릴머신

ℓ : 돌출칫수

본 발명은 열교환기용 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍을 가공하기 위한 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화공유체를 저장하는 탱크의 직경이 큰 대용량의 열교환기에서 열교환기의 셀부에 고정되는 튜브시트에 열교환튜브가 끼워져 장착되는 튜브장착구멍의 형성에 있어서의 튜브시트피가공물에 셀부가이드를 용접하고 셀부가이드가 용접된 튜브시트피가공물를 열처리를 행한 후, 튜브장착구멍 가공용 천공작업기의 바이스패널에 튜브시트피가공물을 장착하여, 튜브시트피가공물에 천공작업기의 드릴링작업대의 드릴머신에 의하여 튜브장착구멍이 가공되도록 함으로서, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍의 가공에 의한 가공변형을 최소화할 수 있으면서 강도 구조상으로도 안전한 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기는 본체의 모체를 카본스틸재 또는 스텐레스재로 하며, 또한 내면은 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성의 클래드재를 압착 성형되도록 하여 원통체로 구성한다.

상기 클래드재는 탱크내에 유출입되는 맹독성의 유체에 의한 부식을 방지한 다.

도 1a,b 에 나타낸 바와 같이, 상기 원통체가 열교환기(1)의 몸체에 해당하는 셀부(2)를 이룬다. 또한, 셀부(2)는 다수의 튜브(3)가 길이방향으로 뻗어있으며, 양쪽에 상기 다수의 튜브(3)를 지지할 수 있는 튜브시트(20)가 장착된다.

상기 열교환기의 튜브는 부식 등을 방지하기 위하여 내면은 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재가 사용된다.

또한, 상기 셀부(2)의 튜브시트(20)의 양쪽에 채널부(4)가 결합되어 열교환기를 구성한다.

상기 셀부(2)의 튜브시트(20)와 채널부(4)의 채널플랜지(5)에는 각각 볼트너트를 체결할 수 있는 구멍이 뚫려, 상기 튜브시트(20)와 채널플랜지(5)가 볼트너트(도시생략)의 체결에 의하여 셀부(2)와 채널부(4)가 결합된다.

또한, 상기 튜브시트(20)와 채널플랜지(5)의 사이에는 맹독성 유체의 누설을 방지하기 위하여 가스켓이 장착되는데, 탱크의 보수 및 내부상태의 확인을 위하여 자주 튜브시트와 채널플랜지를 분리함에 따라서 그 접촉부위가 쉽게 마모되기 때문에, 일반 티타늄 및 지르코늄(Ti Gr.1 또는 Gr.2) 등의 모재 보다 강한 재질(Ti Gr.7 또는 Gr.11)을 사용한다.

상기 열교환기(1)의 셀부(2)와 체널부(4)에는 노즐(6)들이 형성되어, 화공유체를 유통될 수 있도록 하여, 열교환기(1)의 셀부(2)와 체널부(4)에서 화공유체 등의 유체의 열을 교환하게 된다.

열교환기의 셀부의 직경이 5m이하의 경우에 일정 두께의 원판 형태로 가공한 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍의 가공방법은, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍들을 가공한 튜브시트에 열교환기의 셀부가 용접되도록 하고 있으며, 상기 직경이 5m이하의 경우에는 셀부와 튜브시트의 용접에 의한 변형이 거의 일어지나 않는다. 이는 열교환기의 직경이 작기 때문에 강도 구조상의 안전에 문제없다.

그러나, 큰 용량의 경우, 열교환기의 셀부의 직경이 6m∼10m짜리 등이 제작에 있어서, 앞서 설명한 열교환기의 튜브시트의 가공방법으로, 일정 두께의 원판 형태로 가공한 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍을 가공한 후, 셀부가 용접 고정되도록 하고 있으나, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍을 가공한 상태에서 튜브시트피가공물의 단면적의 감소로 인하여 튜브시트피가공물의 둘레면에 셀부의 용접으로 인한 튜브시트피가공물에 가공변형을 유발하여 튜브시트에 가공된 튜브장착구멍의 칫수 오차로 인하여 정밀한 튜브의 장착을 어렵게 하는 등의 문제가 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 직경이 5m이상의 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍의 가공에 있어서의 튜브시트피가공물의 둘레면에 우선 셀부가이드를 용접한 후, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍을 가공하도록 함으로서, 튜브시트피가공물에 셀부가이드의 고정에 의한 튜브시트피가공물 전체의 강성을 높여 구멍가공 중에 튜브시트피가공물이 뒤틀리는 등의 가공변형을 최소함을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 종래의 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍을 가공한 상태에서 튜브시트피가공물의 단면적의 감소로 인하여 튜브시트피가공물의 둘레면에 셀부의 용접으로 인한 튜브시트피가공물에의 가공변형을 최소화할 수 있음 을 목적으로 한다.

본 발명은 열교환기의 셀부의 양쪽에 채널부가 결합되는 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 있어서, 일정두께의 원판형상의 튜브시트피가공물과; 상기 튜브시트피가공물의 둘레면에 돌출칫수를 가지는 셀부가이드가 용접되도록 한 용접공정과; 상기 셀부가이드가 용접된 튜브시트피가공물의 지름의 절반면적에 튜브장착구멍을 가공하는 1차 가공공정과; 상기 튜브장착구멍들이 1차 가공된 튜브시트피가공물의 나머지 절반면적에 튜브장착구멍을 가공하는 2차 가공공정;을 포함함을 기본 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 원판형상의 튜브시트피가공물의 둘레면에 셀부가이드를 용접하고, 상기 튜브시트피가공물에 열처리를 행한 후, 상기 1,2차 가공공정이 행하도록 되어 있다.

본 발명의 구성 및 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a,b 는 일반 열교환기의 셀부와 체널부의 결합 및 분리도이고, 또한 도 2 는 본 발명의 열교환기의 튜브시트피가공물의 가공방법의 개념도이며, 또한 도 3 은 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 의해 가공된 튜브시트의 평면도이고, 또한 도 4a,b 는 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 천공작업기에 의한 가공예의 측면도이며, 또한 도 5a,b 는 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 천공작업기에 의한 가공예의 정면도이다.

본 발명의 열교환기의 튜브시트의 가공방법은 도 2에 나타낸 바와 같이 일정 두께의 원판형상의 튜브시트피가공물(30)과, 상기 튜브시트피가공물에 용접공정과, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍(21)을 형성하는 1,2차 가공공정으로 이루어져 있다.

즉, 본 발명의 열교환기의 튜브시트의 가공방법은 일정두께의 원판형상의 튜브시트피가공물(30)을 형성하고, 상기 튜브시트피가공물의 둘레면에 돌출칫수(ℓ)를 가지는 셀부가이드(40)가 용접되도록 한 용접공정을 거친다.

또한, 상기 셀부가이드(40)가 용접된 튜브시트피가공물(30)의 지름의 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 1차 가공공정이 향하여지도록 하고, 또한 이어서 상기 튜브장착구멍(21)들이 1차 가공된 튜브시트피가공물(30)의 나머지 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 2차 가공공정이 행하여지도록 한다.

그리고, 상기 원판형상의 튜브시트피가공물(30)의 둘레면에 셀부가이드(40)를 용접하고, 상기 튜브시트피가공물(30)에 열처리를 행한 후, 상기 1,2차 가공공정이 행하도록 되어 있다.

위와 같이 튜브시트피가공물(30)의 둘레면에 셀부가이드(40)가 용접되도록 한 후, 1차 및 2차 가공공정을 거침에 따라서, 튜브시트피가공물(30)의 테두리에 해당하는 원주둘레에 셀부가이드(40)의 용접으로 튜브시트피가공물(30)의 전체의 강성 및 강도를 증대시키어 튜브시트피가공물(30)에 튜브장착구멍(21)의 가공작업시 튜브시트피가공물(30)이 변형되는 등의 문제를 해소할 수 있다.

이것은 종래의 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍을 가공한 상태에서 튜브시트피가공물의 단면적의 감소로 인하여 튜브시트피가공물의 둘레면에 셀부의 용접시 에 튜브시트피가공물(30)에 가공변형을 일으킬 수 있는 문제를 해결할 수 있다.

실시예

설계칫수의 일정두께의 원판형상의 튜브시트피가공물(30)을 구비한다.

상기 튜브시트피가공물(30)의 원주 둘레면에 돌출칫수(ℓ)를 가지는 셀부가이드(40)가 용접되도록 한다.

또한, 상기 셀부가이드(40)가 용접된 튜브시트피가공물(30)의 내구성을 높이기 위하여 열처리를 행한다.

열처리가 행하여진 튜브시트피가공물(30)의 지름의 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 1차 가공공정이 향하여지도록 하고, 또한 이어서 상기 튜브장착구멍(21)들이 1차 가공된 튜브시트피가공물(30)의 나머지 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 2차 가공공정이 행하여지도록 한다.

본 발명의 튜브시트피가공물(30)에 튜브장착구멍(21)의 형성에 대한 구체적인 천공작업은 아래와 같다.

튜브시트피가공물(30)에 천공할 튜브장착구멍(21)의 칫수 및 간격 등의 설정값을 콘트롤러에 입력하고 또한 바이스패널(100)의 전면의 드릴링작업대(200)의 수평이송대(210), 수직포스트(220), 드릴머신작업대(230) 및 드릴머신(240)들의 작동간격 및 셋팅 등의 작업 설정값을 콘트롤러에 입력한다.

1차적으로 튜브시트피가공물(30)에 천공작업은 도 4a,b 및 도 5a,b에 나타낸 바와 같이 튜브시트피가공물(30)을 바이스패널(100)에 고정한 후, 튜브시트피가공 물(30)의 직경의 절반면적(A)에 천공작업이 행하여지도록 한다. 상기 튜브시트피가공물(30)의 천공작업은 열교환기의 튜브가 장착되어 유지될 수 있는 칫수로서 일정의 등간격으로 천공된다.

상기 바이스패널(100)의 전면에 형성된 드릴링작업대(200)에 의하여 튜브시트피가공물(30)에 직경의 절반면적(A)에 천공작업이 1차 천공작업이 행해지게 한다.

상기 드릴링작업대(200)는, 수직포스트(220)의 바이스패널(100)의 폭방향으로 이동과, 상기 수직포스트(220)의 드릴머신작업대(230)의 상,하방향으로 이동 및 드릴머신작업대(230)에서 드릴머신(240)의 드릴링 작업에 의하여 천공작업을 행한다. 상기 작동들은 자동으로 행하여지도록 할 수 있고, 또한 수동으로 작동가능하다.

상기 1차 천공작업이 완료되면, 도 4b 및 도 5b에 나타낸 바와 같이 상기 튜브시트피가공물(30)을 회전시키어 나머지 튜브시트피가공물(30)의 절반면적(B)에 2차 천공작업을 행한다.

역시, 드릴링작업대(200)는, 수직포스트(220)의 바이스패널(100)의 폭방향으로 이동과, 상기 수직포스트(220)의 드릴머신작업대(230)의 상,하방향으로 이동 및 드릴머신작업대(230)에서 드릴머신(240)의 드릴링 작업에 의하여 천공작업을 행한다.

상기 1,2차 천공작업이 끝다면 바이스패널(100)로부터 튜브시트피가공물(30)을 추출하는 것으로 작업이 완료되게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 화공유체를 저장하는 탱크의 직경이 큰 대용량의 열교환기에서 열교환기의 셀부에 고정되는 튜브시트에 열교환튜브가 끼워져 장착되는 튜브장착구멍의 형성에 있어서의 튜브시트피가공물에 셀부가이드를 용접하고 셀부가이드가 용접된 튜브시트피가공물를 열처리를 행한 후, 튜브장착구멍 가공용 천공작업기의 바이스패널에 튜브시트피가공물을 장착하여, 튜브시트피가공물에 천공작업기의 드릴링작업대의 드릴머신에 의하여 튜브장착구멍이 가공되도록 함으로서, 튜브시트피가공물에 튜브장착구멍의 가공에 의한 가공변형을 최소화할 수 있으면서 강도 구조상으로도 안전한 열교환기의 튜브시트의 가공방법을 제공할 수 있다.

Claims

열교환기의 셀부의 양쪽에 채널부가 결합되는 열교환기의 튜브시트의 가공방법에 있어서,

일정두께의 원판형상의 튜브시트피가공물(30)과; 상기 튜브시트피가공물의 둘레면에 돌출칫수(ℓ)를 가지는 셀부가이드(40)가 용접되도록 한 용접공정과; 상기 셀부가이드(40)가 용접된 튜브시트피가공물(30)의 지름의 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 1차 가공공정과; 상기 튜브장착구멍(21)들이 1차 가공된 튜브시트피가공물(30)의 나머지 절반면적에 튜브장착구멍(21)을 가공하는 2차 가공공정;을 포함함을 특징으로 하는 열교환기의 튜브시트의 가공방법.
청구항 1에 있어서, 상기 원판형상의 튜브시트피가공물(30)의 둘레면에 셀부가이드(40)를 용접하고, 상기 튜브시트피가공물(30)에 열처리를 행한 후, 상기 1,2차 가공공정이 행하도록 됨을 특징으로 하는 열교환기의 튜브시트의 가공방법.