KR20190087222A - 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치 - Google Patents

Abstract

본발명은 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치에 관한 것으로, 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 열교환기 튜브의 유체 유입측배관에 맥동유동방지장치(100)가 설치되는 것으로,
본발명은 튜브의 노즐 입구에 맥동유동방지장치가 설치되어 튜브 노즐 입구에서 맥동유동이 발생하더라도 일정한 유량과 유압으로 튜브의 손상을 방지하며, 열교환기의 성능에 지장이 없으며, 모래와 같은 침식 물질로부터도 튜브의 손상을 방지하는 현저한 효과가 있다.

Description

쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치 { Preventing Device of Pulsating inlet Flow In Shell and Tube Type Heat Exchanger }

본발명은 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 튜브의 노즐 입구에 맥동유동방지장치가 설치되어 튜브 노즐 입구에서 맥동유동이 발생하더라도 일정한 유량과 유압으로 튜브의 손상을 방지하는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 쉘 앤드 튜브식 열교환기는, 종래기술인 공개특허공보 공개번호 10-2007-0084401호에 배경기술로 기재된 바와 같이, 액체의 열교환에 널리 사용되고 있다. 대표적인 타입 쉘 앤드 튜브식 열교환기에서는, 굵은 쉘(동체) 내부에, 구리합금 등으로 이루어지는 금속제 튜브가 다수, 쉘에 평행하게 유지되며, 쉘쪽(쉘의 내부 즉 튜브의 외부쪽)에는 냉각수가 흐르고, 튜브의 내부에는 냉각되는 액이 흐르고, 튜브를 통해서 양쪽 액의 열교환이 이루어진다.

또, 각 튜브는, 그 양단부를 쉘의 양단부에 있는 칸막이판(관속(管束)판, 고정용 관판 혹은 측판)에 의해 지지되고 있다. 이런 연유로, 칸막이판에는 각 튜브를 지지하기 위한 관통구멍이 형성되고, 관통구멍의 내주부에 설치된 ○링 등에 의해 밀봉을 도모하면서 튜브가 지지되고 있다.

쉘 앤드 튜브식 열교환기의 종래기술로서, 등록특허공보 등록번호 10-1512224호에는 쉘 앤드 튜브형 열교환기이며, 양단부에 개구를 갖고, 제1 유체를 공급하는 제1 유체 입구 및 제1 유체를 배출하는 제1 유체 출구가 형성된 통형상의 쉘과, 이 쉘 내에 삽입되고, 복수의 핀 및 이들 핀을 관통하고, 제2 유체가 통과하는 복수의 관으로 이루어지는 튜브번들부와, 상기 쉘의 일단부측의 개구에 접촉되는 동시에, 상기 튜브 번들부의 일단부측에 고정해서 접속된 고정 관판과, 상기 쉘의 타단부측의 개구에 접촉되는 동시에, 상기 튜브 번들부의 타단부측에 수평 방향으로 유동 가능하게 접속된 유동 관판과, 상기 쉘의 일단부측에 있어서, 상기 제2 유체를 도입 도출하기 위한 제2 유체 입구 및 제2 유체 출구가 형성되고, 상기 고정 관판에 장착된 도입 도출 헤더와, 상기 쉘의 타단부측에 있어서, 상기 튜브 번들부로부터 배출되는 상기 제2 유체를 일단 수용하여, 다시 상기 튜브 번들부에 환류시키기 위해서 상기 유동 관판에 장착된 환류 헤더와, 상기 쉘의 타단부측의 개구에 접촉되고, 상기 환류 헤더를 덮도록 주변 설치된 채널 커버와, 상기 유동 관판의 주변부에 접합되고, 또한 상기 채널 커버의 내주연에 접촉하는 유동 관판 시일을 구비하고, 상기 유동 관판 시일은 탄성 부재로 구성되어 있고, 상기 탄성 부재는 판재이고, 두께 0.1 내지 0.5mm의 금속 또는 두께 2 내지 6mm의 고무이고, 상기 유동 관판 시일이 분할 가능하도록 구성되어 있고, 상기 유동 관판 시일을 구성하는 각 분할 부분은, 서로 인접하는 분할 부분끼리 중첩되도록 설치되어 있는, 쉘앤드 튜브형 열교환기가 공개되어 있다.

또한, 공개특허공보 공개번호 10-2007-0084401호에는 수지제 튜브의 단부를 일체로 묶은 벌집구조부와, 상기 벌집구조부를 그 외경이 쉘쪽 플랜지보다도 작은 것을 보상해서 쉘쪽 플랜지에 고정시키기 위한 스플릿링(split ring)과, 쉘쪽 엔드 플레이트(end plate)와, 배관쪽 엔드 플레이트를 가지는 쉘 앤드 튜브식 열교환기로서, 상기 쉘쪽 엔드 플레이트는, 대략 원통형상이며, 그 내주쪽에 상기 벌집구조부의 쉘쪽에 있는 부분과 상기 스플릿링을 끼워서 쉘쪽 플랜지에 고정되고, 동시에 상기 벌집구조부와 상기 스플릿링을 압압해서 쉘쪽 플랜지에 고정시키고, 상기 배관쪽 엔드 플레이트는, 대략 원통형상이며, 그 내주쪽에 상기 벌집구조부의 배관쪽에 있는 부분을 끼워서 배관쪽 플랜지와 상기 쉘쪽 엔드 플레이트에 고정되고, 동시에 상기 벌집구조부를 상기 스플릿링을 끼워서 고정시키고, 상기 벌집구조부는, 상기 쉘쪽 엔드 플레이트와 상기 배관쪽 엔드 플레이트가 서로 대향하는 측단부면 사이에 위치하는 부분의 외주면이 외부에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 쉘 앤드 튜브식 열교환기가 공개되어 있다.

또한, 공개특허공보 공개번호 10-2004-0032290호에는 기체 또는 액체 등의 유체를 수송하기 위한 관을 갖는 화학플랜트, 생활용품 공장, 폐수처리 시스템 등에 적용하기 위한 맥동방지장치에 있어서, 상기 관 사이에서 연결되어 설치되고 일정한 크기의 내부공간을 가지며, 상기 내부공간에 일정압의 공기량을 갖도록 밀폐되는 챔버와; 상기 관을 흐르는 유체가 상기 챔버의 내부공간에 유입되도록 상기 챔버의 상부영역에 결합되되, 상기 챔버의 내부공간으로 유입되는 유체가 상기 내부공간 상부의 공기층을 통해서 떨어지도록 하고 상기 내부공간에 채워지는 최대 높이의 유체에 잠기지 않도록 그 끝단이 위치되는 유입구 및; 상기 챔버의 내부공간에 유입되어 수용된 유체가 일정량 차서 상기 챔버 내의 압력이 일정 이상되었을 때 외부로 배출되도록 그 끝단이 상기 수용된 유체 내에 잠겨 설치되는 배출구를 포함하여, 초기에 유체압력으로 인해 유체가 위쪽으로 밀리면서 에어큐션이 형성되고 이에 의해 상기 챔버 내부에 일정 압력이 형성되어 에어큐션과 일정압력으로 맥동을 흡수하고 유량을 정량적으로 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 맥동방지장치가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래 기술들은 튜브 노즐 입구에서 맥동유동이 발생할 경우 맥동이 그대로 튜브에 전달되어 튜브를 손상하며, 열교환기의 성능에 지장을 초래하며 모래와 같은 침식 물질로부터도 튜브가 손상되는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 튜브의 노즐 입구에 맥동유동방지장치가 설치되어 튜브 노즐 입구에서 맥동유동이 발생하더라도 일정한 유량과 유압으로 튜브의 손상을 방지하며, 열교환기의 성능에 지장이 없으며, 모래와 같은 침식 물질로부터도 튜브의 손상을 방지하는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치를 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치에 관한 것으로, 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 열교환기 튜브의 유체 유입측배관에 맥동유동방지장치(100)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 튜브의 노즐 입구에 맥동유동방지장치가 설치되어 튜브 노즐 입구에서 맥동유동이 발생하더라도 일정한 유량과 유압으로 튜브의 손상을 방지하며, 열교환기의 성능에 지장이 없으며, 모래와 같은 침식 물질로부터도 튜브의 손상을 방지하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 Shell & Tube Type 열교환기에서 튜브 조립상태도
도 2는 Shell & Tube Type 열교환기 유동의 설명도
도 3은 본발명 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기에 맥동유동방지장치가 설치된 상태도
도 4는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치 상세도
도 5는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 다른 실시례의 맥동유동방지장치 상세도
도 6은 앤드 튜브 타입 열교환기의 또 다른 실시례의 맥동유동방지장치 상세도

본발명은 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치에 관한 것으로, 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 열교환기 튜브의 노즐 입구에서 맥동유동방지장치(100)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맥동유동방지장치는 케이스(10) 상부에 유체가 출입하는 유입구(11)와 유출구(12)가 각각 형성되고 내부에 충돌판(13)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌판은 수직선에서 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입구는 케이스와 일정각도 경사지게 경사부가 형성되어 상기 경사부가 케이스 입구와 연결되며, 상기 경사부를 통과한 유체는 상기 충돌판에 수직으로 부딪치게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유출구는 케이스와 일정각도 경사지게 경사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌판은 상단이 유출구의 내벽 상부와 일치되게 형성되어, 유체가 원활하게 유출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌판은 상단이 케이스 상부에 힌지결합되어 각도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌판은 상부판과 하부판의 이중으로 형성되며 상기 상부판은 케이스 형상으로서 상부판 내부에 하부판 상단이 출입가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부판은 메쉬형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부판 하단에는 차단부가 형성되어 이중으로 맥동을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차단부는 하판에 연결되는 수직부와 수평부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차단부는 하판에 연결되는 수직부만으로 구성되되, 상기 수직부에는 무게추가 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 Shell & Tube Type 열교환기에서 튜브 조립상태도, 도 2는 Shell & Tube Type 열교환기 유동의 설명도, 도 3은 본발명 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기에 맥동유동방지장치가 설치된 상태도, 도 4는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치 상세도, 도 5는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 다른 실시례의 맥동유동방지장치 상세도, 도 6은 앤드 튜브 타입 열교환기의 또 다른 실시례의 맥동유동방지장치 상세도이다.

본발명은 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 열교환기 튜브의 노즐 입구에서 맥동유동방지장치(100)가 설치되는 것이다.

상기 맥동유동방지장치는 케이스(10) 상부에 유체가 출입하는 유입구(11)와 유출구(12)가 각각 형성되고 내부에 충돌판(13)이 설치된다.

특히 상기 충돌판은 수직선에서 경사지게 설치되는 것으로,

상기 유입구는 케이스와 일정각도 경사지게 경사부가 형성되어 상기 경사부가 케이스 입구와 연결되며, 상기 경사부를 통과한 유체는 상기 충돌판에 수직으로 부딪치게 되는 것이다.

그리고 상기 유출구도 케이스와 일정각도 경사지게 경사부가 형성되어 있다.

그리고 상기 충돌판은 상단이 유출구의 내벽 상부와 일치되게 형성되어, 유체가 원활하게 유출되는 것이다.

한편, 본발명의 상기 충돌판은 상단이 케이스 상부에 힌지결합되어 각도를 조절할 수 있다.

상기 충돌판은 상부판과 하부판의 이중으로 형성되며 상기 상부판은 케이스 형상으로서 상부판 내부에 하부판 상단이 출입가능하게 하여 길이를 조절할 수 있다.

그리고 하부판은 메쉬형상으로 제작하여 유체의 평소 흐름을 원활히 한다.

그리고 본발명은 상부판 하단에는 차단부가 형성되어 이중으로 맥동을 방지할 수 있는 것으로, 차단부는 하판에 연결되는 수직부와 수평부로 이루어진다.

그리고 차단부는 하판에 연결되는 수직부만으로 구성되되, 상기 수직부는 플라스틱 등의 연질물질이며 상기 수직부에는 무게추가 결합되어 있어서, 맥동이 발생되는 순간 무게추의 무게에 의해 맥동이 방지된다.

따라서 본발명은 튜브의 노즐 입구에 맥동유동방지장치가 설치되어 튜브 노즐 입구에서 맥동유동이 발생하더라도 일정한 유량과 유압으로 튜브의 손상을 방지하며, 열교환기의 성능에 지장이 없으며, 모래와 같은 침식 물질로부터도 튜브의 손상을 방지하는 현저한 효과가 있다.

10 : 케이스 11 : 유입구
12 : 유출구 13 : 충돌판
13-1 : 상부판 13-2 : 하부판
14 : 차단부 14-1 : 수직부
14-2 : 수평부 15 : 무게추
100 : 맥동방지장치

Claims (2)

1. 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 열교환기 튜브의 노즐 입구에서 맥동유동방지장치(100)가 설치되는 것을 특징으로 하는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치
2. 제1항에 있어서, 상기 맥동유동방지장치는 케이스(10) 상부에 유체가 출입하는 유입구(11)와 유출구(12)가 각각 형성되고 내부에 충돌판(13)이 설치되는 것을 특징으로 하는 쉘 앤드 튜브 타입 열교환기의 맥동유동방지장치

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