KR20090039953A - 열교환기용 튜브의 부식방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업용이나 화학공업용 등에 널리 사용되는 열교환기용 튜브에 있어 유체가 최초 인입되는 부위에 일정 길이 만큼 별도의 스테인레스제 부식방지관(ferrule)을 끼워 넣어 튜브의 내부를 보호할 수 있도록 함으로써, 열교환기용 튜브 내부에 부식(corrosion)이나 침식(erosion)현상의 발생을 막아 열교환기의 자체수명을 연장할 수 있게 함과 동시에, 열교환기의 유지 보수비용을 현저히 줄여 보다 경제적으로 열교환기를 운용할 수 있도록 한 것으로, 열교환기용 튜브의 부식방지구조를 구성함에 있어서, 열교환기를 이루는 튜브(2)의 유체 인입부측 내부에는 선단에 걸림부(11)를 가지며, 이 걸림부(11)로 부터 일정부분 대경부(12)를 형성한 일정길이의 부식 방지관(1)을 삽입하여서 되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브의 부식방지구조이다.

열교환기, 튜브, 부식방지관, 확관부, 걸림부

Description

열교환기용 튜브의 부식방지구조{Structure for the prevention of corrosion for tube of heat exchange}

본 발명은 열교환기용 튜브의 부식방지구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 산업용이나 화학공업용 등에 널리 사용되는 열교환기용 튜브에 있어 유체가 최초 인입되는 부위에 일정 길이 만큼 별도의 스테인레스제 부식방지관(ferrule)을 끼워넣어 튜브의 내부를 보호할 수 있도록 함으로써, 열교환기용 튜브 내부에 부식(corrosion)이나 침식(erosion)현상의 발생을 막아 열교환기의 자체수명을 연장할 수 있게 함과 동시에, 열교환기의 유지 보수비용을 현저히 줄여 보다 경제적으로 열교환기를 운용할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 석유화학공업(oil refinery), 일반화학공업(chemical plants) 및 발전설비(power plants)에 필수불가결적 요소로 설치사용되고 있는 열교환기의 경우, 양 유체간에 열에너지를 전도와 대류로서 유동시켜 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기를 이루는 핵심구성요소인 일반 튜브(bare tube)나 핀 튜브(fin tube)를 통해 유체를 유동시켜 목적한 열교환이 이루어지도록 하고 있는 것이었다.

이와 같이 사용되고 있는 열교환기용 튜브는 저렴한 비용 및 양호한 열전도율로 인해 주로 카본스틸로 제작된 관을 주로 사용하고 있는 실정으로, 상기와 같이 카본스틸을 주재(主材)로 하는 열교환기용 튜브는, 액체 또는 기체가 고속으로 유동하여 금속 표면의 부식을 빠르게 진행시킬 뿐만 아니라, 금속 표면의 유속차에 의한 국부전지 작용, 고체입자에 의한 마모작용에 의해 부식이 가속되며 또한 튜브내부를 흐르는 유체의 화학적 부식과의 상호작용에 의해, 부식을 크게 촉진시키게 됨에 따라 열교환기의 특성인 열전달 효과를 저하시키게 되므로, 결과적으로 열교환기용 튜브를 교체하거나, 아예 열교환기 자체를 새로운 설비로 교체 설치하여야 하는 문제가 있는 것이었다.

이 때 열교환기용 튜브를 교체 설치하거나 또는 열교환기를 새로운 설비로 교체하려하는 경우, 생산라인 전체를 가동중지시킨 상태에서 교체 설치 작업이 이루어져야만 하므로, 그 교체작업에 따른 공사비용 뿐만 아니라 일정기간 동안 라인 전체가 가동이 중지되는데에 따른 막대한 손실이 수반되게 되는 등의 문제점이 있는 것이었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같이 각종 산업 현장에서 널리 설치, 사용되고 있는 열교환기용 튜브의 내면이 쉽게 부식되어 열교환 능력이 현저히 떨어질 수밖에 없는 종래의 열교환기용 튜브가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 열교환기용 튜브의 유체 인입부측 내부에 일정 길이 만큼 별도의 부식 방지관을 끼워 넣어 이중관 형태를 이루도록 함으로써, 부식률이 가장 높은 유체 인입부측의 튜브내부면을 보호할 수 있도록 하는 것에 의해, 열교환기용 튜브의 전체적인 사용수명을 연장할 수 있도록 함으로써, 항상 일정수준의 열전도율이 유지될 수 있게 될 뿐만 아니라, 열교환기용 튜브의 교체를 위한 제반 비용을 절감할 수 있게 되어 보다 효율적이고 경제적으로 열교환기를 운용할 수 있도록 한 열교환기용 튜브의 부식방지구조을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 열교환기용 튜브의 부식방지구조는, 열교환기용 튜브의 부식방지구조를 구성함에 있어서, 열교환기를 이루는 튜브(2)의 유체 인입부측 내부에는 선단에 걸림부(11)를 가지며, 이 걸림부(11)로 부터 일정부분 대경부(12)를 형성한 일정길이의 부식 방지관(1)을 삽입하여서 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 열교환기용 튜브의 부식방지 구조에 의하면, 열교환기를 이루는 튜브에 있어 가장 부식이 심하게 이루어지는 유체 인입부측의 튜브 내면에, 일정길이를 갖는 별도의 스테인레스 재질로 되는 부식방지관을 끼워 넣어 설치함으로써, 액체 또는 기체가 고속으로 유동하더라도 직접적으로 튜브내면에 그힘이 전달되지 않고 부식방지관에 의해 보호되게 되므로, 열교환기용 튜브의 사용수명을 연장할 수 있게 됨에 따라 각종 산업설비에 설치 사용되는 열교환기의 효율적인 가동이 가능하게 될 뿐만 아니라, 그만큼 열교환기 교체에 따른 제반 공사 비용의 낭비를 막을 수 있게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면중 도 1은 본 발명에 의한 열교환기용 튜브의 부식방지구조의 구성을 나타내는 부분확대 사시도이고, 도 2a는 본 발명에 의한 열교환기용 튜브의 부식방지구조를 이루는 부식 방지관의 설치 상태 단면도로서 확관 전의 상세도이며, 도 2b는 본 발명에 의한 열교환기용 튜브의 부식방지구조를 이루는 부식 방지관의 설치 상태 단면도로서 확관 후의 상세도이고, 도 3a은 본 발명에 의한 열교환기용 튜브의 부식방지구조의 다른 예의 단면도로서 확관 전의 상세도이며, 도 3b는 본 발명에 의한 열교환기용 튜브의 부식방지구조의 다른 예의 단면도로서 확관 후의 상세도이다.

상기와 같은 본 발명의 열교환기용 튜브의 부식방지구조는, 석유화학공업이나 일반화학공업 또는 각종 발전설비등에 적용되어 통상적으로 널리 사용되고 있는 열교환기용 튜브(2)의 유체 인입부측 내부에, 스테인레스 재질로 되는 별도의 부식방지관(1)을 끼워 설치하여서 되는 것으로, 이때 상기 부식방지관(1)은 선단에 프 랜지 형태의 걸림부(11)를 형성하여 끼워지는 튜브(2)의 끝단에 걸려 밀접된 상태를 유지할 수 있도록 하고 있다.

또한 상기 부식방지관(1)은 걸림부(11)로 부터 일정부분을 대경부(12)로 형성하여 그 삽입작업시 부식방지관(1)이 일정길이 끼워진 상태에서, 대경부(12)가 튜브(2) 내면에 접촉되게 하여 부식방지관(1)이 튜브(2)내에 보다 쉽게 자리를 잡을 수 있도록 하고 있다.

그리고 상기 부식방지관(1)의 걸림부(11) 대향측 끝단에는 선택적으로 경사부(13)를 형성하여 기존 튜브(2) 내면과의 단차를 최소화 함으로써, 부식방지관(1) 내부를 흐르는 유체의 흐름을 보다 원활하게 유지할 수 있도록 하고 있다.

이와 같이 열교환기를 이루는 튜브(2)의 유체 인입부측 내부에, 일정길이 만큼 끼워져 그 내부에 공급되는 에어압에 의해 확관 되면서 튜브(2)내에 밀착되게 설치되는 부식방지관(1)의 재질은, 스테인레스재 이외에 탄소강이나 합금강등 녹이슬지 않고, 튜브(2) 내부에서 확관이 가능한 일정 강도의 유지가 가능한 재질이면 모두 사용가능하다.

또한, 상기 부식방지관(1)의 두께는 0.5mm∼2.0mm범위 이내이고, 그 직경은 15.8mm(5/8inch)∼50.8mm(2inch) 범위 이내이며, 또 그 길이는 1cm∼20m 범위 이내에서 설치하고자 하는 튜브의 길이에 따라 결정된다.

튜브(2)의 유체 인입부측 일정부분 내측에 부식방지관(1)이 끼워져 설치 됨에 따라, 튜브(2)로 인입되어 고속으로 유동하는 유체는 최초 튜브(2)의 내면이 아닌 부식방지관(1)의 내면과 접촉되게 되므로, 금속표면의 유속차에 의한 국부 전지 작용이나 고속체 입자에 의한 마모작용에 따른 부식현상이 튜브(2) 내면에 직접적으로 발생 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되므로, 결과적으로 장기간에 걸쳐 열전달의 효과 저하 없이 일정한 수준의 열전달 효과를 기대할 수 있게 될 뿐만 아니라, 그만큼 튜브(2)의 부식이나 침식현상의 발생을 미연에 방지할 수 있게 되어 설비의 사용수명을 획기적으로 연장할 수 있게 된다.

상기 구성에 있어서, 부식방지관(1)의 걸림부(11)측에 근접해서 일정길이 만큼 대경부(12)를 형성한 것을 예로하여 설명하였으나, 반드시 이를 특정하는 것은 아니며, 예를 들어 대경부(12)를 형성하지 않고 부식방지관(1)의 직경을 동일하게 한 일자형의 관으로 형성할 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시 예에 한하여 설명하였지만, 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 의한 부식방지구조의 부분 확대 사시도.

도 2a 및 2b는 본 발명에 의한 부식방지구조부분 확대 단면도.

도 3a 및 3b는 본 발명에 의한 부식방지구조의 다른 예의 단면도.

Claims (3)

1. 열교환기용 튜브의 부식방지구조를 구성함에 있어서,

   열교환기를 이루는 튜브(2)의 유체 인입부측 내부에는, 선단에 걸림부(11)를 가지며 외경크기가 튜브(2)의 내경 크기보다 작은 직경을 갖는 일정길이의 부식방지관(1)을 삽입하여서 되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브의 부식방지구조.
2. 제1항에 있어서, 부식방지관(1)의 걸림부(11)로 부터 일정부분을 대경부(12)로 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브의 부식방지구조.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 부식방지관(1)의 걸림부(11) 대향측 끝단에는 경사부(13)를 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브의 부식방지구조.

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