KR20180007193A

KR20180007193A - 응축기 전열관 코팅 시스템

Info

Publication number: KR20180007193A
Application number: KR1020160088105A
Authority: KR
Inventors: 김진범; 김현식
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-01-22
Also published as: US20180015499A1; JP6526113B2; US10864546B2; US10155245B2; EP3269456A1; KR101858814B1; JP2018009783A; EP3269456B1; US20190030561A1

Abstract

본 발명은 전열관 코팅 공정을 단순화하고, 다수의 전열관을 고르게 코팅할 수 있으며, 코팅액의 회수 및 순환에 따른 재 사용이 가능한 점에서 경제성이 뛰어나며, 코팅된 다수의 전열관(tube) 표면은 초발수 코팅으로 인해, 응축되는 액적을 작게 하고, 응축 열전달 계수를 증가시키는 응축기 전열관 코팅 시스템에 관한 것이다.

Description

응축기 전열관 코팅 시스템{HEAT TRANSFER TUBE FOR CONDENSOR COATING SYSTEM}

본 발명은 응축기 전열관 코팅 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 응축기에 사용되는 많은 수의 전열관(tube) 표면을 고르게 초발수 코팅할 수 있어, 응축되는 액적을 작게 하여, 응축 열전달 계수를 증가시킬 수 있는 코팅 시스템에 관한 것이다.

원자력 발전소나 화력발전소에서는 우라늄, 석유, 석탄 등을 연료로 하여 열을 발생하여, 이 열로 시스템을 순환하는 물을 가열하여 증기를 형성한다. 형성된 증기는, 터빈을 돌려 전기를 생산하고, 터빈을 통과한 증기는 응축기에서 냉각되어 다시 물로 변한다. 특히, 증기 순환 발전방식에서 응축 과정을 물로 냉각하는 수랭식은 많은 양의 냉각수를 필요로 하므로, 응축기에 사용하는 냉각수로 해수를 사용한다. 따라서 냉각수로 사용되는 해수를 원활하게 공급 및 배출하기 위하여, 해안 가까이 설치되는 것이 일반적이다.

응축기는 다른 표현으로 복수기라고 표현되며, 복수기(復水器)라는 한자를 풀이하면 증기를 물로 다시 되돌려주는 그릇으로, 해수를 응축기 전열관에 지속적으로 흐르게 하여, 응축기 내벽의 온도를 지속적으로 내려준다. 그러면 밸브를 통해서 나와 터빈을 돌린 수증기가 바로 응축기 내벽에 부딪히고 그 순간 수증기는 식혀져서 물로 되돌아가는 복수(復水)가 되고, 복수를 다시 보일러 파이프로 돌려보내 다시 500도 내외의 물을 만들어 다시 밸브를 통하여 터빈을 통과시킨다.

보일러에서는 지속적으로 뜨거운 물이 과포화 증기가 되어 밸브를 통하여 터빈으로 뿜어져 나오고 복수기 안에서는 증기가 급냉(急冷)이 되어 물로 되돌아 가는 과정이 지속적으로 반복된다.

이때 응축기 외벽을 식혀주는 냉각수는 기계마찰열을 식혀주는 냉각수와는 비교할 수도 없이 많은 수량이 필요하고 발전기가 가동되는 동안은 지속적으로 해수를 공급해주어야 한다.

응축기는 터빈을 돌린 수증기는 응축기 내벽에 접촉함으로 인해, 식어서 물로 되돌아가며, 이때, 응축기 내벽에 접촉하는 양을 늘리기 위해, 다수의 전열관으로 구성되어 접촉 면적을 늘린다.

응축기는 관 외부에서 응축에 의한 부식, 응축된 유체의 표면 잔류에 의해 발생하는 부식등이 일어나는 문제가 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 한국공개특허 제10-2000-0074647호는 불소 수지를 전열관에 코팅하는 방법으로, 전열관 표면에 단순 분사하고, 이후 소성 공정 등을 포함하는 방법에 대한 것이지만, 상기에서 언급한 바와 같이, 전열관은 수천개의 전열관이 필요하고, 단순 분사하여 코팅할 경우, 수천개의 전열관 외부 표면이 고르게 코팅되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 다른 코팅 방법으로 전열관을 원통형 번들로 제조한 이후, 코팅액에 침전시키는 방법이 시행되고 있으나, 침전시 원통형 번들이 부력에 의해 떠올라, 코팅 과정이 용이하지 않은 문제 및 코팅액이 전열관 내부까지 침투하는 문제가 있다. 또한, 전열관을 하나씩 코팅한 이후 원통형 번들을 조립할 경우, 제조 과정이 번거롭고, 조립 과정에서 전열관 외부 표면에 손상이 가는 문제가 발생할 수 있다.

이에, 응축기 전열관을 효율적으로 고르게 코팅할 수 있는 코팅 시스템의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 응축기 전열관 코팅 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 다수의 전열관을 원통형의 번들로 제조하고, 상기 원통형 번들을 효율적으로 고르게 코팅할 수 있는 코팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 많은 수의 전열관(tube) 표면을 고르게 초발수 코팅할 수 있어, 응축되는 액적을 작게 하여, 응축 열전달 계수를 증가시킬 수 있는 코팅 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 코팅시 전열관의 내부로 코팅액이 침투하는 것을 방지하고, 코팅된 전열관 외부 표면이 손상되는 것을 방지하며, 코팅액을 과다 사용하는 것을 방지할 수 있는 코팅 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 가정된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 발명의 일 구체예에서, 본 발명은 응축기 전열관의 표면을 코팅하기 위한 시스템에 있어서, 상기 응축기 전열관은 다수의 전열관을 포함하는 원통형 번들이며, 상기 원통형 번들의 외주면으로부터 소정거리 이격되며, 코팅액을 공급받기 위해 구비되는 분사부; 상기 다수의 원통형 번들의 외주면을 코팅하기 위해 상기 분사부와 하나 이상으로 결합되는 분사 노즐부; 상기 분사 노즐부에서 분사되어 번들의 외주면을 코팅하고 흘러내리는 코팅액을 회수하기 위한 회수부; 상기 회수부 및 분사부와 결합되어 회수부에 저장된 코팅액을 분사부에 공급하기 위한 순환부; 및 상기 원통형 번들을 지지하고 회전시키는 제1 및 제2 회전부를 포함하여 구성되는 응축기 전열관 코팅 시스템에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명은 응축기 전열관 코팅 시스템에 관한 것으로, 응축기 전열관은 다수의 전열관으로 구성된 원통형의 번들이다. 전열관의 외부 표면은 열교환이 일어나는 곳으로 표면적을 넓게 하기 위한 방안으로, 하나의 원통형 번들보단 다수의 전열관으로 구성된 원통형 번들로 응축기 전열관을 구성함으로 인해, 접촉 면적을 넓게 하고, 열 교환을 보다 용이하게 한다.

일반적으로 전열관은 표면 부식 등을 방지하기 위해 표면 코팅을 실시하고 있다. 하지만, 상기와 같이 열 교환을 높이기 위해, 다수의 전열관으로 원통형의 번들을 제조할 경우, 다수의 전열관을 고르게 코팅하는 방법이 용이하지 않은 문제가 있다. 즉, 하나씩 전열관을 코팅한 이후, 코팅이 완료된 전열관을 원통형의 번들로 제조하는 경우, 코팅하는 공정 및 번들 제조 공정 자체가 번거롭고, 조립시 관 외부 표면에 손상이 가는 치명적인 문제가 있다. 또한, 다수의 전열관으로 원통형의 번들을 제조한 이후, 코팅액에 침전시켜 코팅하는 방법은 번들의 내부 전열관까지 고르게 코팅이 되지 않고, 침전 코팅시, 전열관의 내부까지 코팅액이 침투하여, 코팅될 수 있다. 즉, 전열관은 내부는 친수로 외부는 소수성을 갖도록 코팅하는 것이 바람직한데, 외부 코팅을 위해 사용하는 소수성 코팅액이 내부로 침투하여 전열관의 내부 역시 소수성 코팅이되는 문제가 있다. 또한, 첨전시 원통형 번들이 부력에 의해 떠오르는 문제로 인해 코팅이 번거롭고, 코팅액을 과다 사용해야되는 문제가 있다. 또한, 분사 방식의 코팅 방법은 침전 코팅 방법에 비해 코팅액을 적게 사용하는 장점이 있긴 하지만, 외부 및 내부의 코팅이 고르게 되지 않는 문제가 있다.

하지만, 본원 발명에 따른 시스템으로 전열관 코팅을 실시할 경우, 다수의 전열관으로 원통형 번들을 제조한 이후, 스프레이 분사 시스템에 의해 코팅을 실시하며, 분사되고, 아래로 흘러내리는 코팅액은 회수부에 의해 보관되고, 다시 순환부에 의해 분사부로 순환되므로, 코팅액의 재 사용이 가능하며, 회전부에 의해 원통형 번들을 회전 시킴으로써, 외부 및 내부의 전열관 모두 고르게 코팅될 수 있다. 결과적으로, 본원 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템은 전열관 코팅 공정을 단순화하고, 다수의 전열관을 고르게 코팅할 수 있으며, 코팅액의 회수 및 순환에 따른 재 사용이 가능한 점에서 경제성이 뛰어나다고 할 것이다.

본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 제1 및 제2 회전부는, 상기 원통형 번들의 길이 방향 양측 단부 아래쪽을 각각 2 지점에서 받쳐주고, 동일방향으로 회전할 수 있다. 제1 및 제2 회전부는 원통형 번들을 지지해주는 역할을 담당하며, 또한, 제1 및 제2 회전부는 동일한 방향으로 회전함으로 인해, 전열관 원통형 번들도 동일한 방향으로 일정한 속도로 회전하게 한다. 기존 스프레이 분사 방식의 경우, 외부의 전열관 표면은 코팅이 용이하나, 내부의 전열관 표면을 코팅하기 어려운 문제가 있다. 하지만, 본원발명은 제1 및 제2 회전부에 의해 지속적으로 회전하도록 구성하여, 스프레이 방식으로 분사되는 코팅액이 외부에서 내부로 흘러 들어가게 되고, 흘러 들어간 코팅액이 회전에 의해 내부의 전열관 표면도 고르게 코팅할 수 있도록 한다. 제1 및 제2 회전부는 원통형 번들을 지지하는 역할을 수행하기 위해, 길이 방향 양측 단부 아래쪽을 받쳐주고 있으며, 길이 방향의 상단부 및 하단부에 제1 및 제2 회전부가 위치하지만, 필요에 따라 추가의 회전부를 포함할 수 있으며, 예시에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 순환부는, 회수부와 연결된 제1 연결관; 분사부와 연결된 제2 연결관; 및 일정한 압력으로 코팅액을 순환시키기 위한 순환 펌프를 포함하며, 상기 순환 펌프는 제1 연결관 및 제2 연결관과 결합될 수 있다. 분사 노즐부에 의해 분사된 코팅액은 전열관 표면에서 흘러 내리면, 회수부에 저장된다. 회수부에서 흘러내린 코팅액을 저장하면, 순환부에 의해 분사부로 코팅액을 이동된다. 순환부는 회수부와 분사부를 연결하는 제1 연결관 및 제2 연결관으로 구성되며, 일정한 압력으로 분사부에 코팅액을 공급하기 위해 순환 펌프를 포함하고 있다. 구체적으로, 회수부는 제1 연결관과 결합되어 있고, 제1 연결관의 회수부와 연결되지 않은 일면은 순환 펌프와 결합되어 있다. 또한 분사부는 제2 연결관과 결합되어 있으며, 제2 연결관의 분사부와 연결되지 않은 일면은 순환 펌프에 결합되어 있다. 순환 펌프의 작동에 의해 회수부의 코팅액은 제1 연결관으로 이동하게 되고, 제2 연결관을 거쳐, 분사부로 일정한 압력으로 코팅액을 공급한다.

본 발명의 일 구체예로, 본 발명의 분사부는 원통형 번들의 길이 방향으로 구성된 직선 바(bar) 형태로 형성될 수 있으며, 상기 직선 바 형태의 분사부는 원통형 번들을 코팅하기 위해 상기 원통형 번들의 수평 방향으로 수평 이동하며, 상기 수평 이동은 상기 분사부에 구비되는 이동부에 의해 수행될 수 있다. 분사부는 코팅액을 보관하고, 보관한 코팅액을 분사 노즐부를 통해 분사하는 것이다. 분사부는 보다 구체적으로 원통형 번들의 길이 방향으로 구성된 직선 바 형태로 형성되며, 분사 노즐부는 직선 바 형태의 분사부의 하단부에 일정한 간격으로 결합되어 있다. 또한, 분사부는 다수의 분사부를 포함할 수 있으며, 원통형 번들의 수평 방향으로 수평 이동할 수 있다. 분사부는 본원발명과 같은 직선 바 형태로 형성될 수도 있고, 원통형 번들의 수평 방향의 사각 면 형태로 형성될 수 도 있다. 하지만, 사각 면 형태로 분사부를 구성할 경우, 직선 바 형태의 분사부에 비해 다수의 분사 노즐부를 포함하도록 구성되며, 다수의 분사 노즐부가 결합될 경우, 다수의 분사 노즐부에서 코팅액이 동시에 분사될 수 있지만, 이러한 경우, 필요 이상의 코팅액이 분사되는 문제가 있다. 따라서, 직선 바 형태의 분사부에 분사 노즐부를 결합시켜 코팅액을 분사하지만, 원통형 번들의 수평 방향으로 수평 이동할 수 있도록 구성하여, 일정한 속도로 수평 방향으로 왕복 운동을 진행하며, 분사 노즐부를 통해 코팅액을 분사시켜, 분사되는 코팅액의 양 조절뿐만 아니라, 원통형 번들의 코팅 효율도 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 구체예로, 본 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템은 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 회전부는 고정 회전부로, 동일한 방향으로 회전하지만, 위치는 이동하지 않는 고정된 회전부인 반면, 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 각각 동일한 방향으로 회전하지만, 각각 독립적으로 이동이 가능하다. 상기 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 제1 및 제2 회전부 사이의 내측에 위치하며, 상기 원통형 번들의 길이 방향 양측 단부 아래쪽을 각각 2 지점에서 받쳐준다. 원통형 번들의 길이 방향 양측 단부 아래쪽에 제1 및 제2 회전부가 위치하여 원통형 번들을 받쳐주고 있으며, 거기에 추가로 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부를 포함하여, 제1 및 제2 회전부 보다 더 하단에서 원통형 번들을 받쳐줄 수 있다. 즉, 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 제1 및 제2 회전부 사이의 내측에 위치하고, 보다 하단부에 위치한 독립적인 회전부이다.

또한, 상기 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 상기 원통형 번들의 수직 방향으로 각각 수직 이동하며, 상기 수직 이동은 회수부에 구비되는 수직 이동부에 의해 수행될 수 있다. 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 제1 및 제2 회전부와 같이 동일한 방향으로 회전하여, 기본적으로 원통형 번들의 회전 및 지지 역학을 담당한다. 하지만, 원통형 번들 내부의 코팅을 효율적으로 진행하기 위한 방안으로 원통형 번들의 일측면을 수직 방향으로 움직일 경우, 원통형 번들이 살짝 기울어진 형태로 회전하게 되고, 이러한 경우, 기울어진 방향으로 코팅액이 흘러내리는 점을 감안하면, 기울어지기 전과 비교하여 효율적인 전열관의 코팅이 가능하다. 보다 구체적으로, 제1 이동 회전부가 수직 이동부의 상단으로 이동할 때는 제2 이동 회전부는 이동하지 않지만, 제2 이동 회전부가 수직 이동부의 상단으로 이동할 때는 제1 이동 회전부는 다시 수직 이동부의 하단으로 이동한다. 이렇게 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부의 교차 이동에 의해 원통형 번들은 수직 방향의 상하로 이동하며 회전하게 되고, 이러한 움직임으로 인해 다수의 전열관 외부 표면이 고르게 코팅될 수 있다.

본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 코팅액은 실란 화합물 및 유기용매를 포함할 수 있다. 상기 실란 화합물은 퍼플루오루데실트리메톡시실란(Perfluorodecyltrimethoxysilane), 트리에톡시옥틸실란(Triethoxyoctylsilane), 퍼플루오루데실트리클로로실란(Perfluorodecyltrichlorosilane) 및 퍼플루오루데실트리에톡시실란(Perfluorodecyltriethoxysilane)으로 이루어진 군으로부터 선택되지만, 예시에 국한되는 것은 아니다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 헥산, 헵탄 및 시클로헥산으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있지만, 예시에 국한되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는 퍼플루오루데실트리클로로실란(Perfluorodecyltrichlorosilane) 및 헥산을 포함하는 코팅액이지만, 예시에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템은 전열관 코팅 공정을 단순화하고, 다수의 전열관을 고르게 코팅할 수 있으며, 코팅액의 회수 및 순환에 따른 재 사용이 가능한 점에서 경제성이 뛰어나며, 코팅된 다수의 전열관(tube) 표면은 초발수 코팅으로 인해, 응축되는 액적을 작게 하여, 응축 열전달 계수를 증가시킨다.

도 1은 본 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템으로 제1 및 제2 이동 회전부를 추가로 포함하는 것에 대한 단면도이다.
도 4는 제1 및 제2 이동 회전부의 수직 방향 이동에 대한 단면도이다.
도 5는 응축기 전열관 표면 코팅을 실시한 이후, 접촉각을 측정한 사진이다.
도 6은 응축기 전열관 표면 코팅을 실시한 이후, 물이 맺히지 않는 것을 확인하는 사진이다.
100: 원통형 번들
200: 분사부의 수평 이동을 위한 직선 바(bar)
210: 분사부
220: 분사 노즐부
300, 300': 제1 및 제2 회전부
300(a): 원통형 번들 길이 방향의 상단에 위치한 제1 및 제2 회전부
300(b): 원통형 번들 길이 방향의 하단에 위치한 제1 및 제2 회전부
310, 310': 제1 및 제2 이동 회전부
400: 제1 연결관
410: 순환 펌프
420: 제2 연결관
500: 회수부

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 실시적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기 전열관 코팅 시스템에 관하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 응축기 전열관 코팅 시스템은 개략적으로 분사부(210); 분사 노즐부(220); 회수부(500); 순환부(400, 410, 420); 및 제1 및 제2 회전부(300, 300?)을 포함하여 이루어진다.

또한, 응축기 전열관은 다수의 전열관을 조립하여 제조한 원통형 번들(100)을 한번에 코팅하는 코팅 시스템에 관한 것이다. 즉, 기존의 선행 기술의 경우, 전열관을 하나하나 코팅한 이후, 원통형 번들으로 조립하였지만, 코팅 과정 및 번들 조립 과정이 번거롭고, 조립 과정에서 표면이 손상되는 치명적인 문제가 있다. 하지만, 본원발명은 다수의 전열관을 원통형 번들(100)로 조립한 이후, 원통형 번들(100)에 코팅액을 분사하여 코팅하지만, 전열관을 개별로 코팅하는 것과 비교하여, 고르게 코팅이 가능할 뿐만 아니라, 공정 과정 역시 단순하며, 전열관 표면을 코팅액으로 코팅한 이후, 표면이 손상되는 문제가 발생하지 않는다.

분사부(210)은 분사 노즐부(220)와 결합되어 있어, 분사부(210) 내의 코팅액을 분사 노즐부(220)을 통해 스프레이 분사 방식으로 코팅한다. 스프레이 분사는 통상적인 샤워기 분사와 동일하다. 평상시 사용되는 샤워기(수도)의 경우 약 1bar까지의 압력이 분사되지만, 본 발명의 경우 코팅액이 흐르며 표면에 잔류하도록 하여야 하므로, 0.1 내지 0.7bar 의 압력으로 분사되며, 바람직하게는 0.3 내지 0.5 bar의 압력으로 분사되지만 예시에 국한되는 것은 아니다. 코팅액이 0.1 bar 미만으로 분사될 경우, 분사 속도가 너무 느려 전열관 코팅에 많은 시간이 소요되는 문제가 있으며, 0.7bar를 초과할 경우, 코팅액이 흐르며 전열관 표면에 잔류하는 시간이 너무 짧은 문제가 있다. 또한 분사부(210)는 원통형 번들의 길이 방향으로 구성된 직선 바(bar) 형태(200)를 포함한다. 분사부(210)에 분사 노즐부(220)가 일정한 간격으로 결합되어 있다. 코팅액의 표면장력이 낮아 전열관 표면에 균일하게 분사가 가능하지만, 코팅액이 외부에서 내부로 진행되며, 한쪽으로 몰리는 현상이 발생할 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해 분사 노즐부(220)의 간격은 0.4~0.6m이 바람직하지만, 예시에 국한되는 것은 아니다. 분사 노즐부(220)의 간격이 0.4m 미만이면, 간격이 너무 좁아 코팅액을 분사할 때 분사되어 나가는 코팅액 간에 중첩될 수 있는 문제가 있으며, 0.6m를 초과할 경우에는 간격이 너무 넓어 전열관 표면을 고르게 코팅하지 못하는 문제가 있다. 즉, 간격이 너무 넓어 코팅액이 뿌려지지 않는 표면이 생길 수 있다. 제1 및 제2 이동 회전부 (310, 310’)를 활용하여 모든 표면에 균일한 코팅이 가능하도록 한다.

분사부(210)은 이동부(200)에 결합되어 있으며, 이동부(200)에 의해 분사부(210)는 원통형 번들의 수평 방향으로 수평 이동할 수 있다. 이동부(200)는 분사부(210)를 수평 이동할 수 있도록 엑추에이터(미도시)를 포함하고 있으며, 엑추에이터(미도시)에 의한 분사부(210)의 수평 이동은 공지된 기술에 의해 작동가능하다.

회수부(500)는 코팅액이 원통형 번들에서 흘러내릴 경우, 흘러내린 코팅액을 회수하기 위한 것으로, 육면체 형태로, 육면체의 가로, 세로 길이는 원통형 번들의 길이 방향 및 수평 방향과 비교하여, 더 넓은 길이를 가진다. 회수부(500)는 순환부의 제1 연결관(400)과 연결되고, 제1 연결관(400)의 다른 말단은 순환 펌프(410)과 연결된다. 또한, 제2 연결관(420)은 순환 펌프(410)와 분사부(210)를 서로 연결한다. 회수부에 보관되는 코팅액은 순환펌프(410)의 작동에 의해 제1 연결관(400) 및 제2 연결관(420)을 거쳐, 분수부(210)로 일정한 압력으로 공급된다. 기존의 스프레이 분사 방식의 경우, 분사 노즐부에 의해 코팅액을 분사하지만, 코팅한 이후 남은 코팅액을 회수하여 재사용하지 않았지만, 본 발명은 회수부(500), 순환 펌프(410) 및 제1 및 제2 연결관(400, 420)에 의해 재사용 가능하다.

제1 및 제2 회전부(300, 300?)는 원통형 번들(100)의 하단부에 위치하여, 원통형 번들(100)을 받쳐주고, 한 방향으로 회전시켜준다. 즉 제1 및 제2 회전부(300, 300?)는 동일한 방향으로 회전하여, 받치고 있는 원통형 번들(100)을 한 방향으로 회전하게 한다. 도 2를 참고하면, 제1 및 제2 회전부(300, 300?)는 원통형 번들(100)의 길이 방향 양측 단부 아래쪽을 각각 2 지점에서 받쳐준다. 회전 속도는 분당 4~8도/분(deg/min)이지만, 예시에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 응축기 전열관 코팅 시스템은 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부를 추가로 포함할 수 있으며, 도 3 및 도 4를 참고하여 추가로 설명한다.

도 3을 참고하면, 제1 및 제2 회전부(300, 300?) 외에 제1 이동 회전부(310) 및 제2 이동 회전부(310?)를 추가로 포함하고 있다. 제1 및 제2 이동 회전부(310, 310?)는 제1 및 제2 회전부(300, 300?)의 내측에 위치하고 있으며, 원통형 번들(100)를 받쳐주고, 한 방향으로 회전시켜준다. 보다 구체적으로 제1 및 제2 회전부(300, 300?)는 제1 고정 회전부(300) 및 제 2 고정 회전부(300?)로, 제1 및 제2 이동 회전부(310, 310?)과 비교하여, 수직 방향으로 이동이 불가하며, 동일 방향으로 회전만 가능하다. 즉, 제1 고정 회전부(300) 및 제2 고정 회전부(300?)는 원통형 번들(100)을 받쳐주고, 동일한 방향으로 회전시켜주는 역할을 담당한다. 반면, 제1 및 제2 이동 회전부(310, 310?)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 수직 방향으로 각각 이동 가능하다. 제1 이동 회전부(310)가 위로 이동하면, 제2 이동 회전부(310?)는 별도로 이동하지 않는다. 제1 이동 회전부(310)의 이동에 의해 원통형 번들(100)은 제2 고정 회전부(300?) 방향으로 움직임이 발생하게 된다. 또한, 제1 이동 회전부(310)이 아래 방향으로 이동할 때, 그에 맞춰 제2 이동 회전부(310?)가 위로 이동하고, 이 경우 원통형 번들(100)은 제1 고정 회전부(300) 방향으로 움직임이 발생하게 된다.

제1 이동 회전부(310) 및 제2 이동 회전부(310?)의 수직 방향으로의 이동에 의해 원통형 번들(100)이 제1 고정 회전부(300) 및 제2 고정 회전부(300?) 방향으로 움직임이 발생하게 되고, 이러한 움직임으로 인해 원통형 번들(100)에서 이격되어 분사되는 코팅액이 외부에서 내부로 흘러 들어가게 되고, 내부에서 흐름이 발생하여, 원통형 번들(100)의 내부 전열관 표면까지 고르게 코팅된다. 제1 이동 회전부(310) 및 제2 이동 회전부(310?)는 제1 회전부(300) 및 제2 회전부(300?)와 동일한 속도로 회전할 수 있다.

제1 회전부(300), 제2 회전부(300?), 제1 이동 회전부(310) 및 제2 이동 회전부(310?)는 회전 및 이동을 위한 엑추에이터(미도시)와 결합되어 있으며, 엑추에이터(미도시)에 의한 회전 및 이동은 공지의 기술에 의해 작동 가능하다.

제조예

응축기 전열관 코팅액의 제조

1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오루데실트리클로로실란 및 n-헥산을 1:1000의 비율로 혼합하여, 코팅액을 제조하였으며, 응축기 전열관 코팅 시스템을 통해 응축기 전열관을 코팅하였다.

실시예

응축기 전열관 표면의 응축 성능 확인

도 5는 응축기 전열관 표면 코팅을 한 이후, 접촉각을 측정한 것으로, 접촉각은 155 내지 163도로 측정되었다. 접촉각 측정 결과, 전열관 표면 코팅을 통해 초소수성을 구현한 것으로 판단되며, 도 6을 살펴보면, 응축기 전열관에 물이 맺히지 않음을 추가로 확인함으로 인해 초소수성 코팅이 되었다고 할 것이다.

Claims

응축기 전열관의 표면을 코팅하기 위한 시스템에 있어서,
상기 응축기 전열관은 다수의 전열관을 포함하는 원통형 번들이며,
상기 원통형 번들의 외주면으로부터 소정거리 이격되며, 코팅액을 공급받기 위해 구비되는 분사부;
상기 다수의 원통형 번들의 외주면을 코팅하기 위해 상기 분사부와 하나 이상으로 결합되는 분사 노즐부;
상기 분사 노즐부에서 분사되어 번들의 외주면을 코팅하고 흘러내리는 코팅액을 회수하기 위한 회수부;
상기 회수부 및 분사부와 결합되어 회수부에 저장된 코팅액을 분사부에 공급하기 위한 순환부; 및
상기 원통형 번들을 지지하고 회전시키는 제1 및 제2 회전부를 포함하여 구성되는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 회전부는,
상기 원통형 번들의 길이 방향 양측 단부 아래쪽을 각각 2 지점에서 받쳐주고, 동일방향으로 회전하는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 순환부는,
회수부와 연결된 제1 연결관;
분사부와 연결된 제2 연결관; 및
일정한 압력으로 코팅액을 순환시키기 위한 순환 펌프를 포함하며,
상기 순환 펌프는 제1 연결관 및 제2 연결관과 결합되는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 분사부는 원통형 번들의 길이 방향으로 구성된 직선 바(bar) 형태로 형성되는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 직선 바 형태의 분사부는 원통형 번들을 코팅하기 위해 상기 원통형 번들의 수평 방향으로 수평 이동하며, 상기 수평 이동은 상기 분사부에 구비되는 이동부에 의해 수행되는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 응축기 전열관 코팅 시스템은 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부를 추가로 포함하는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 제1 및 제2 회전부 사이의 내측에 위치하며,
상기 원통형 번들의 길이 방향 양측 단부 아래쪽을 각각 2 지점에서 받쳐주고,
동일방향으로 회전하는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 제1 이동 회전부 및 제2 이동 회전부는 상기 원통형 번들의 수직 방향으로 각각 수직 이동하며, 상기 수직 이동은 회수부에 구비되는 수직 이동부에 의해 수행되는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 제1 회전부 및 제2 회전부의 회전 속도는 분당 4 내지 8도/분(deg/min)인 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 코팅액은 실란 화합물 및 유기용매를 포함하는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 실란 화합물은 퍼플루오루데실트리메톡시실란(Perfluorodecyltrimethoxysilane), 트리에톡시옥틸실란(Triethoxyoctylsilane), 퍼플루오루데실트리클로로실란(Perfluorodecylchlorosilane) 및 퍼플루오루데실트리에톡시실란(Perfluorodecyltriethoxysilane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 헥산, 헵탄 및 시클로헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 응축기 전열관 코팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 분사 노즐부에 의해 분사되는 코팅액은 0.1 내지 0.7bar의 압력으로 분사되는 응축기 전열관 코팅 시스템.