KR101598697B1

KR101598697B1 - 전열관

Info

Publication number: KR101598697B1
Application number: KR1020140071615A
Authority: KR
Inventors: 홍석표; 조현욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-02-29
Also published as: KR20150142939A

Abstract

본 발명은 전열관에 관한 것이다. 일 측면에 따른 전열관은, 내부에 중공부가 형성된 관; 및 상기 관의 외주면에 형성된 다수의 리브를 포함하고, 상기 관은 인발 과정을 통해 제작되며, 상기 인발 과정 후의 상기 관의 내주면으로부터 상기 외주면까지의 두께는 상기 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

전열관{heat pipe}

본 명세서는 전열관에 관한 것이다.

일반적으로, 산업플랜트에서는 열 및 유체의 이송을 위해 대형 배관 등이 설치된다. 이러한 구조물은 설비가 요구하는 길이나 형상으로 바로 제조되지 않기 때문에, 용접과 같은 시공 방법이 적용되어 요구되는 설비의 길이나 형상에 맞게 제조하고 있는 실정이다.

통상적으로 이러한 용접(welding)은 동종 또는 유사종의 금속을 서로 용융시켜 접합한 다음, 이 용접부를 응고 시켜 두 재질간의 결속을 강화시키는 공정을 말한다. 이 때, 용접을 수행하기 위해서는, 두 재질의 접합 매개체로 이용되는 용접이음재료와, 각각의 재질을 용융시킬 수 있는 열원과, 상기 용접부가 응고될 때 생성되는 용접 결함을 억제시키기 위한 비활성가스 등이 요구된다.

용접과정에서 상기 용접이음재료를 용융시킬 경우, 재료의 체적(또는 표면적)이 팽창하게 되고, 용융된 재료들이 다시 응고될 경우, 팽창했던 재료의 체적이 줄어들게 된다. 이 때 용접이음재료의 수축을 모재가 구속함에 따라, 항복응력에 상당하는 인장응력이 잔류하게 된다. 상기 잔류 인장응력은 일반적으로 용접선 직각 방향의 잔류 인장응력과, 용접선 방향의 잔류 인장응력으로 나누어 생각할 수 있다. 용접선 직각방향의 잔류 인장응력은 용접선 방향에 비해 비교적 그 모재의 구속이 적고 용접이음재료의 변형이 쉽게 발생함으로 인하여 작은 응력이 잔류한다. 반면, 용접선 방향의 인장응력은 용접선 직각 방향의 인장응력에 비해 모재의 구속이 크기 때문에, 큰 응력이 잔류한다고 알려져 있다.

이 때 발생되는 잔류인장응력의 크기가 용접될 재료들이 가지고 있는 항복응력의 크기보다 크게 될 경우, 재료의 허용응력 범위 내에서 설비를 사용하더라도 설비가 파손되는 경우가 발생한다. 따라서, 용접공정을 걸쳐 사용되는 설비들의 경우, 용접이 완료된 후, 상기 용접부에 잔류하는 인장응력을 저감하는 방법은 설비의 내구도와 관련된 매우 중요한 문제이다.

잔류응력을 저감하는 방법으로서 열처리에 의한 방법이 사용되어 오고 있으나, 파손부위를 예상하기 곤란한 점과 적용이 어려운점등 다양한 문제점이 발생하였다.

본 발명의 목적은, 전열관의 두께를 조절함으로써 응력발생을 최소화하여 안정성을 확보할 수 있는 전열관을 제공하는 것이다.

일 측면에 따른 전열관은, 내부에 중공부가 형성된 관; 및 상기 관의 외주면에 형성된 다수의 리브를 포함하고, 상기 관은 인발 과정을 통해 제작되며, 상기 인발 과정 후의 상기 관의 내주면으로부터 상기 관의 외주면까지의 두께는 상기 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상인 것을 특징으로 한다.

제안되는 발명에 의하면, 전열관의 두께를 조절함으로써 응력발생을 최소화하여 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관을 개략적으로 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 산부와 골부를 보여주는 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 산부와 골부를 가상으로 이은 직선을 보여주는 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접부위에 따른 원주방향의 응력 분포를 설명하기 위한 그래프.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접부위에 따른 축방향의 응력 분포를 설명하기 위한 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Non-Ridge type의 관을 다이스에 통과시키는 과정을 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Ridge type의 관을 다이스에 통과시키는 과정을 보여주는 단면도.
도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원주방향 및 축방향의 응력 분포를 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 가공 후의 두께 차이에 따른 응력 분포를 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인발과정 후에 전열관의 단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 가공 전 두께가 0.5mm일때의 R/t 값을 나타낸 표.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 가공 전 두께가 1.2mm 일때의 R/t값을 나타낸 표.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 15은 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러 모듈의 구성을 보여주는 시스템 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전열관(1)은 금속판의 양측 단부를 용접 가공에 의해 접합하여 제작된다. 금속판재를 원형으로 감아서 만나는 양측 단부를 용접 가공을 통해 접합 하면 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 중공부가 형성된 관이 제조된다. 물론, 금속판재를 감아서 형성된 단면 형상은 원형 이외에도 직사각형, 정사각형등 다양하게 제작될 수 있다.

금속판의 사용되는 금속재는 어느 것이어도 좋지만, 내열성과 내식성이 우수한 스테인레스를 사용할 수 있다.

상기 전열관(1)은 내부에 중공부(20)가 형성되며, 상기 관(10)의 외주면에는 원주방향으로 산부(110)와 골부(120)가 교대로 반복되도록 제작된다. 그리고, 상기 관(10)의 외주면에는 다수의 리브(30)가 길이 방향으로 패턴을 이루며 형성된다.

한편, 상기 관(10)의 내주면에는 나선형으로 연장된 돌기(130)가 형성될 수 있다. 상기 관(10)의 내주면에 나선형으로 연장된 돌기가 형성된 관을 Ridge type, 관의 내주면에 나선형으로 연장된 돌기가 형성되지 않은 관을 Non-Ridge type이라고 한다. 본 명세서에서는, 상기 전열관(1)이 Ridge type 및 Non-Ridge type을 모두 포함하는 것으로 한다.

상기 관(10)은 금속판을 감아서 양측 단부를 용접 가공에 의해 접합한 뒤, 산부와 골부가 교대로 반복된 다이스에 통과시켜 인발하여 제작한다. 한편, 인발시에 용접 가공한 접합부는 골부(120) 이외의 영역에 위치하도록 조절한다.

따라서, 상기 관(10)은 플라워 형상으로 형성될 수 있다. 그런데, 플라워 형상의 전열관에서 용접부위가 골에 위치할 경우 전열관에서 골에 가해지는 응력이 최대이므로, 용접부위에서 파열의 우려가 있어 신뢰성이 미흡하게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 상기 전열관(10)은 용접부위를 상기 산부(110)에 위치하도록 조절한다.

이하 본 실시예에 따른 전열관을 설명하기 위해 도 3내지 도 5를 참조한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 산부와 골부를 보여주는 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 산부와 골부를 가상으로 이은 직선을 보여주는 확대도이다.

설명의 편의를 위해, 도 3 및 도 4에는 상기 관(10)의 외주면에 형성된 다수의 리브(30)를 제외하고 산부(110) 및 골부(120)의 형상만을 도시하였다.

도 3에는 상기 산부(110)와 상기 골부(120)의 응력발생차이를 설명하기 위해 상기 산부(100)와 상기 골부(120) 사이를 7개의 구간으로 구획하였다. 즉, 상기 골부(120)를 기준점인 1로 놓고, 상기 산부(110) 을 7로 두어, 7개의 각 지점에 접합부가 위치할 경우, 발생되는 응력을 계산하였다.

도 5는 원주방향에 따른 위치 별 응력분포인데, 상기 전열관(1)의 외면(300)에서 내면(400) 측으로 전열관(1)의 두께의 1/2 지점까지는 제1지점의 응력이 가장 높다.

도 6는 축 방향에 따른 위치별 응력분포인데, 마찬가지로 제1지점의 응력이 가장 높다.

따라서, 본 발명에서는 전열관(10)의 용접 부위가 파손되는 것을 방지하기 위하여 접합부가 골부(200)인 제1지점 이외의 지점에 위치되도록 할 수 있다.

일 예로 도 4를 참조하면, 상기 전열관(1)의 외면(300)에서 상기 골부(120)와 산부(110)를 연결하는 가상의 직선(L1)을 기준으로, 상기 가상의 직선(L1)의 외측 영역에 접합부가 위치되도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3에서 인장응력(세로축에서 +값) 또는 압축응력(세로축에서 -값)이 적은 지점은 제3지점에서 제5지점 사이 영역이다.

따라서, 본 실시예에 따른 전열관(1)은 용접 가공한 접합부를 도 3에서 제3지점과 제5지점 사이에 위치되도록 할 수 있다.

본 실시 예의 전열관(10)에서 제3지점과 제5지점 사이 영역은

/2-

/6≤ 접합부 위치 ≤

/2+

/6를 만족할 수 있다.

이 때, 상기 전열관(1)의 중심에서 산부(100)와 골부(120)가 이루는 각도가

이고,

는 360/(산부의 개수 또는 골부의 개수)X2를 만족한다.

접합부의 위치가 제3지점과 제5지점 사이에 위치할 경우, 그래프에 도시된 바와 같이 응력 발생이 낮아 외면에서 파손이 발생할 가능성이 낮다. 따라서 용접된 접합부에 잔류하는 인장응력이 저감되고, 설비의 내구도가 향상되며, 응력을 저감하기 위해 큰 비용이 소모되지 않아 효율적인 시공이 가능하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전열관(1)의 용접 접합은 심용접, CO₂용접 또는 TIG 용접에 의해 이루어지는데, 여기서 심(seam)용접은 원판 전극을 사용하여 용접전류를 공급하면서 가압 회전시켜 스팟 용접을 연속적으로 하여 선용접하는 것으로, 기밀 또는 수밀이 필요한 부위에 많이 사용되는 용접이다.

그리고, CO₂용접은 아르곤(Ar), 헬륨(He)과 같은 불활성 가스 대신에 탄산가스(CO₂)를 이용한 아크 용접 방법으로, 용접 속도가 빠르고 비용이 적게 들며, 기공의 발생을 억제할 수 있는 용접이다.

또한, Tig용접은 비소모성 텅스텐 용접봉과 모재 간의 아크 열에 의해 모재를 용접하는 방법으로, 용접부 주위에 불활성 가스를 공급하면서 용접하는 것으로, Tig 용접은 용가재의 첨가 없이도 아크 열에 의해 모재를 녹여 용접할 수 있으며, 용접부의 기계적 성질이 우수하며, 용접부 변형이 적고, 용접 입열의 조정이 용이하기 때문에 박판 용접에 매우 좋은 용접이다.

따라서, 본 실시예에 따른 전열관은 특성상, 기밀 또는 수밀이 필요한 바 상기의 용접 방법에 의해 금속판을 접합시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Non-Ridge type의 관을 다이스에 통과시키는 과정을 보여주는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Ridge type의 관을 다이스에 통과시키는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 전술하였듯 상기 전열관(1)은 금속판을 감아서 양측 단부를 용접 가공에 의해 접합한 뒤, 산부와 골부가 교대로 반복된 다이스에 통과시켜 인발하여 제작한다.

따라서, 다이스에 통과시킬 경우 상기 관의 외주면 및 내주면에는 산부(110)와 골부(120) 그리고 다수의 리브(30)가 형성됨과 동시에 상기 관(10)의 두께도 변화가 생긴다. 이때, 상기 관(10)의 두께를 상기 관(10)의 내주면으로부터 상기 관(10)의 외주면까지의 직선거리로 정의할 때, 인발 과정을 마친 상기 관(10)의 두께는 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상이 되도록 조절한다.

상세히, 상기 인발 과정 마치기 전에 관의 두께를 T라고 정의하고, 상기 인발 과정을 마친 후에 상기 관(10)의 내주면으로부터 상기 관(10)의 외주면까지의 직선거리를 t라고 정의할 때, t/T는 3/5 이상이 되도록 인발과정을 진행한다. 도 7 및 도8을 기준으로 B과정이 인발과정이 되고, B를 중심으로 우측이 인발과정 전의 관의 두께(T), 좌측이 인발과정 후의 두께(t)가 된다.

도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원주방향 및 축방향의 응력 분포를 나타낸 그래프이다.

도 9을 참조하면, X축은 관의 내면에서부터 외면까지의 거리를 나타내고, Y축은 발생되는 응력양을 나타낸다.

그리고, 그래프 선도 1은 축방향으로 발생되는 응력을 나타낸 선도이고, 그래프 2는 원주방향으로 발생되는 응력을 나타낸 선도이며, 그래프 3 은 최대 주응력을 나타낸 선도이다.

따라서, 상기 전열관(1)에서 발생되는 최대주응력은 원주방향에서 발생되는 응력임을 확인할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 가공 후의 두께 차이에 따른 응력 분포를 나타낸 그래프이다.

상기 그래프에서 그래프 선도 1은 가공 후 관의 내주면으로부터 외주면까지의 거리가 0.4mm인 경우를 나타낸 선도이고, 그래프 선도 2는 가공 후 관의 내주면으로부터 외주면까지의 길이가 0.3mm인 경우를 나타낸 선도이며, 그래프 선도 3은 가공후 관의 내주면으로부터 외주면까지의 길이가 0.2mmm인 경우를 나타낸 선도이다.

냉수를 냉수 수요처로 공급하기 위한 칠러등에 사용되는 전열관의 경우 일반적으로 두께가 0.5mm인 관을 사용하여 가공을 진행한다.

도 10의 그래프를 살펴보면, X축은 관의 내면에서부터 외면까지의 거리를 나타내고, Y축은 최대 주응력인 관의 외면에서 발생되는 원주방향응력을 나타낸다. 따라서 관의 내면에서 최대응력이 발생됨을 확인할 수 있다.

그리고, 점선으로 표시한 C영역을 살펴보면 가공 후의 전열관의 두께가 0.3mm이상인 경우 발생되는 응력차이가 거의 없는데 반해, 전열관의 두께가 0.2mm인 경우 원주방향응력이 급격이 증가하는 경향성을 확인할 수 있다.

따라서, 인발 과정을 마친 상기 관(10)의 두께는 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상일 경우, 그래프에 도시된 바와 같이 응력 발생이 낮아 외면에서 파손이 발생할 가능성이 낮다. 따라서 관의 외면에 발생되는 원주방향응력이 낮아지고, 설비의 내구도가 향상되며, 응력을 저감하기 위해 큰 비용이 소모되지 않아 효율적인 시공이 가능하다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인발과정 후에 전열관의 단면을 나타낸 도면이다. 도 12은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 가공 전 두께가 0.5mm일때의 R/t 값을 나타낸 표이고, 도 13는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열관의 가공 전 두께가 1.2mm 일때의 R/t값을 나타낸 표이다.

도 11을 참조하면, 원형의 관의 중심이 되는 지점을 중공부 단면의 중심(40)이라고 하고, 상기 중공부 단면의 중심(40)으로부터 상기 전열관(1)의 내주면까지의 길이와 상기 전열관(1)의 중심(30)에서부터 상기 관의 외주면까지의 길이를 합하여 2로 나눈 값을 R이라 정의한다.

흡수식 칠러의 냉매 유동을 위한 전열관에 이용되는 관의 원소재 두께는 보편적으로 0.5mm인 경우와 1.2mm인 경우가 있다. 따라서 도 11은 전열관의 가공 전 원소재 두께가 0.5mm 인 경우에 대해 수치 값을 다룬 표이고, 도 12는 전열관의 가공 전 원소재 두께가 1.2mm 인 경우에 대해 수치 값을 다룬 표이다.

도 11을 참조하면 상기 전열관(1)의 가공 전 원소재 두께가 0.5mm 인 경우에는, 전술하였듯 가공 후의 두께가 원소재 두께의 3/5 인 0.3mm 이상이어야 상기 관의 안정성이 보장된다.

도 11의 표에서는 관의 직경이 표준 규격인 12.7mm, 16mm, 19.05mm인 경우에, 관이 내주면에 나선형으로 돌기가 형성된 Ridge type과 내주면에 나선형으로 돌기가 형성되지 않은 Non-Ridge type으로 나누어서 R/t값에 대해 정리하였다.

여기서 R/t 값을 표시한 이유는, 전열관에서 발생되는 최대주응력은 원주방향에서 발생되는 응력이 되고, 상기 원주 방향 응력은 R/t값에 비례하기 때문이다. (원주방향응력= P*R/t, P=압력)

따라서 전열관의 R/t 값이 낮추어 설계할수록, 상기 전열관(1)에서 발생되는 응력이 낮아지므로 상기 전열관(1)의 안정성을 보장할 수 있다.

도 11의 표를 참조하면, 관의 직경이 12.7mm 인 경우 Ridge type은 R/t 값이 20.333이 되고, Non-Ridge type은 20이 된다. 관의 직경이 16mm 인 경우 Ridge type은 R/t 값이 25.5가 되고, Non-Ridge type은 25.833이 된다. 관의 직경이 19.05mm 인 경우 Ridge type은 R/t 값이 30.917이 되고, Non-Ridge type은 30.583이 된다. 따라서, 원소재가 두께가 0.5mm 인 경우에는 최저두께가 0.3mm이상이어야 하고, 이때 발생되는 R/t 값은 직경이 19.05mm의 Ridge type 관이 30.917로 가장 높은 값을 갖는다.

도 12를 참조하면 전열관(1)의 가공 전 원소재 두께가 1.2mm 인 경우에는, 가공 후의 두께가 원소재 두께의 3/5 인 0.72mm 이상이어야 상기 전열관(1)의 안정성이 보장된다.

도 12의 표에서도 도 11과 마찬가지로, 관의 직경이 표준 규격인 12.7mm, 16mm, 19.05mm인 경우에, 관이 내주면에 나선형으로 돌기가 형성된 Ridge type과 내주면에 나선형으로 돌기가 형성지 않은 Non-Ridge type으로 나누어서 R/t값에 대해 정리하였다.

도 12의 표를 참조하면, 관의 직경이 12.7mm 인 경우 Ridge type은 R/t 값이 7.7917이 되고, Non-Ridge type은 7.6528이 된다. 관의 직경이 16mm 인 경우 Ridge type은 R/t 값이 10.083이 되고, Non-Ridge type은 9.9444가 된다. 관의 직경이 19.05mm 인 경우 Ridge type은 R/t 값이 12.201이 되고, Non-Ridge type은 12.063이 된다. 따라서, 원소재가 두께가 1.2mm 인 경우에는 최저두께가 0.72mm이상이어야 하고, 이때 발생되는 R/t 값은 직경이 12.7mm의 Non-Ridge type 관이 7.6528로 가장 낮은 값을 갖는다.

도 11 및 도 12를 통해, 전열관의 R/t값의 안전범위는 전열관에 쓰이는 파이프의 규격을 기준으로 7.65 ≤ R/t ≤ 30.917을 만족해야 함을 확인할 수 있다. 다시 설명하면, 상기 인발 과정 후의 상기 관(10)의 내주면으로부터 상기 관(10)의 외주면까지의 두께가 상기 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상인 경우에는, 전열관 파이프의 규격을 기준으로 R/t 값이 7.65 ≤ R/t ≤ 30.917을 만족하게 된다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러 시스템의 구성을 보여주는 도면이고, 도 15은 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러 모듈의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.

도 14 및 도 15을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러 시스템(300)에는, 냉동 사이클이 형성되는 칠러 모듈(400)과, 상기 칠러 모듈(400)에 냉각수를 공급하는 냉각탑(320) 및 상기 칠러 모듈(400)과 열교환 되는 냉수가 순환하는 냉수 수요처(330)가 포함된다. 상기 냉수 수요처(330)는 냉수를 이용하여 공기조화를 수행하는 장치 또는 공간으로 이해될 수 있다.

상기 칠러 모듈(400)과 냉각탑(320)의 사이에는, 냉각수 순환유로(340)가 제공된다. 상기 냉각수 순환유로(340)는 냉각수가 상기 냉각탑(320)과 칠러 모듈(400)의 응축기(420)를 순환하도록 가이드 하는 배관으로서 이해될 수 있다.

상기 냉각수 순환유로(340)에는, 냉각수가 상기 응축기(420)로 유입되도록 가이드 하는 냉각수 입수유로(342) 및 상기 응축기(420)에서 가열된 냉각수가 상기 냉각탑(320)으로 유동하도록 가이드 하는 냉각수 출수유로(344)가 포함된다.

상기 냉각수 입수유로(342) 및 냉각수 출수유로(344) 중 적어도 하나의 유로에는, 냉각수의 유동을 위하여 구동되는 냉각수 펌프(346)가 제공된다. 일례로, 도 12에는, 상기 냉각수 입수유로(342)에 상기 냉각수 펌프(346)가 제공되는 것으로 도시된다.

상기 냉각수 출수유로(344)에는, 상기 냉각탑(320)으로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 출수 온도센서(347)가 제공된다. 그리고, 상기 냉각수 입수유로(342)에는, 상기 냉각탑(320)으로부터 토출되는 냉각수의 온도를 감지하는 입수 온도센서(348)가 제공된다.

상기 칠러 모듈(400)과 냉수 수요처(330)의 사이에는, 냉수 순환유로(350)가 제공된다. 상기 냉수 순환유로(350)는 냉수가 상기 냉수 수요처(330)와 칠러 모듈(400)의 증발기(440)를 순환하도록 가이드 하는 배관으로서 이해될 수 있다.

상기 냉수 순환유로(350)에는, 냉수가 상기 증발기(420)로 유입되도록 가이드 하는 냉수 입수유로(352) 및 상기 증발기(440)에서 냉각된 냉수가 상기 냉수 수요처(330)로 유동하도록 가이드 하는 냉수 출수유로(354)가 포함된다.

상기 냉수 입수유로(352) 및 냉수 출수유로(354) 중 적어도 하나의 유로에는, 냉수의 유동을 위하여 구동되는 냉수 펌프(356)가 제공된다. 일례로, 도 12에는, 상기 냉수 입수유로(352)에 상기 냉수 펌프(356)가 제공되는 것으로 도시된다.

상기 냉수 수요처(330)는 공기를 냉수와 열교환시키는 수냉식 공조기일 수 있다.

일례로, 상기 냉수 수요처(330)에는, 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 냉수와 열교환시켜 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU, Air Handling Unit), 실내에 설치되어 실내 공기를 냉수와 열교환 시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU, Fan Coil Unit) 및 실내의 바닥에 매설된 바닥 배관유닛 중 적어도 하나의 유닛이 포함될 수 있다.

도 15에는, 일례로 상기 냉수 수요처(330)가 에어 핸들링 유닛으로 구성되는 것으로 도시된다.

상세히, 상기 에어 핸들링 유닛에는, 케이싱(361)과, 상기 케이싱(361)의 내부에 설치되며 냉수가 통과하는 냉수 코일(62) 및 상기 냉수 코일(362)의 양측에 제공되며 실내 공기와 실외 공기를 흡입하여 실내로 송풍시키는 송풍기(363,364)가 포함된다.

상기 송풍기(363,364)에는, 실내 공기와 실외 공기가 상기 케이싱(361)의 내부로 흡입되도록 하는 제 1 송풍기(363) 및 공조공기가 상기 케이싱(361)의 외부로 배출되도록 하는 제 2 송풍기(364)가 포함된다.

상기 케이싱(361)에는, 실내공기 흡입부(365)와, 실내공기 배출부(366)와, 외기 흡입부(367) 및 공조공기 배출부(368)가 형성된다.

상기 송풍기(363,364)가 구동되면, 실내에서 상기 실내공기 흡입부(365)로 흡입된 공기 중 일부는 실내공기 배출부(366)로 배출되며, 상기 실내공기 배출부(66)로 배출되지 않는 나머지는 상기 외기 흡입부(367)로 흡입된 실외 공기와 혼합되어 냉수 코일(362)과 열교환 된다.

그리고, 상기 냉수 코일(362)과 열교환 된(냉각된) 혼합 공기는 상기 공조공기 배출부(368)를 통하여 실내로 토출될 수 있다.

상기 칠러 모듈(400)에는, 냉매를 압축하는 압축기(410)와, 상기 압축기(410)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 유입되는 응축기(420)와, 상기 응축기(420)에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치(431,432) 및 상기 팽창장치(431,432)에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기(440)가 포함된다.

상기 팽창장치(431,432)에는, 상기 응축기(420)에서 토출된 냉매를 1차로 팽창시키는 제 1 팽창장치(431) 및 이코노마이저(150,Economizer)에서 분리된 냉매를 2차로 팽창하는 제 2 팽창장치(432)가 포함된다.

상기 칠러 모듈(400)에는, 상기 압축기(410)의 입구측에 제공되며 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매를 상기 압축기(410)로 가이드 하는 흡입배관(401) 및 상기 압축기(410)의 출구측에 제공되며 상기 압축기(410)에서 토출된 냉매를 상기 응축기(420)로 가이드 하는 토출 배관(402)이 포함된다.

그리고, 상기 증발기(440)와 상기 압축기(410)의 사이에는, 상기 증발기(440)의 내부에 존재하는 오일을 상기 압축기(410)의 흡입측으로 안내하는 오일회수 배관(408)이 제공된다.

상기 응축기(420)와 증발기(440)는 냉매와 물간에 열교환이 가능하도록, 쉘 튜브형(shell and tube) 열교환 장치로 구성된다.

상세히, 상기 응축기(420)에는, 외관을 형성하는 쉘(421)과, 상기 쉘(421)의 일측에 형성되며 상기 압축기(410)에서 압축된 냉매가 유입되는 냉매 유입구(422) 및 상기 쉘(421)의 타측에 형성되며 상기 응축기(420)에서 응축된 냉매가 유출되는 냉매 유출구(423)가 포함된다.

그리고, 상기 응축기(420)에는, 상기 쉘(421)의 내부에 제공되며 냉각수의 유동을 가이드 하는 냉각수 유로(425)와, 상기 쉘(421)의 단부 일측에 형성되며 상기 냉각수 유로(425)로 냉각수가 유입되도록 하는 냉각수 유입부(427) 및 상기 쉘(421)의 단부 타측에 형성되며 상기 냉각수 유로(425)로부터 냉각수가 유출되도록 하는 냉각수 유출부(428)가 포함된다.

상기 냉각수 유입부(427)는 상기 냉각수 입수유로(342)와 연결되며, 상기 냉각수 유출부(428)는 상기 냉각수 출수유로(344)와 연결된다.

상기 응축기(420)의 냉매 출구측에는, 이코노마이저(450)가 제공된다. 그리고, 상기 이코노마이저(450)의 입구측에는, 상기 제 1 팽창장치(431)가 제공된다. 상기 응축기(420)에서 응축된 냉매는 상기 제 1 팽창장치(431)에서 1차 감암된 후 상기 이코노마이저(450)로 유입된다.

상기 이코노마이저(450)는 1차 감압된 냉매 중 액상 냉매와 기상 냉매를 분리시키기 위한 구성으로 이해된다. 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(410)로 유입되며, 분리된 액상 냉매는 상기 제 2 팽창장치(432)로 유입되어 2차 감압될 수 있다.

상기 증발기(420)에는, 외관을 형성하는 쉘(441)과, 상기 쉘(441)의 일측에 형성되며 상기 제 2 팽창장치(432)에서 팽창된 냉매가 유입되는 냉매 유입구(442) 및 상기 쉘(441)의 타측에 형성되며 상기 증발기(440)에서 증발된 냉매가 유출되는 냉매 유출구(443)가 포함된다. 상기 냉매 유출구(443)는 상기 흡입배관(401)에 연결될 수 있다.

상기 증발기(440)에는, 상기 쉘(441)의 내부에 제공되며 냉수의 유동을 가이드 하는 냉수 유로(445)와, 상기 쉘(441)의 단부 일측에 형성되며 상기 냉수 유로(445)로 냉수가 유입되도록 하는 냉수 유입부(447) 및 상기 쉘(441)의 단부 타측에 형성되며 상기 냉수 유로(445)로부터 냉수가 유출되도록 하는 냉수 유출부(448)가 포함된다.

상기 냉수 유입부(447)는 상기 냉수 입수유로(352)와 연결되며, 상기 냉수 유출부(448)는 상기 냉수 출수유로(354)와 연결된다.

따라서, 본 실시 예에 따른 흡수식 칠러에는 상기 증발기(440)에 냉수가 유동하는 전열관(1)을 원주면에 원주방향으로 교대로 형성된 산부 및 골부를 형성하고, 상기 인발 과정 후의 상기 관의 내주면으로부터 상기 외주면까지의 두께는 상기 인발 과정 전의 두께의 3/5로 하여 관 설비의 내구도가 향상될 수 있고, 응력을 저감하기 위해 큰 비용이 소모되지 않아 효율적인 시공이 가능하다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 작동하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 작동할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

내부에 중공부가 형성된 관; 및
상기 관의 외주면에 형성된 다수의 리브;
상기 관의 양측 단부가 용접 가공에 의해 접합되는 접합부; 및
상기 관의 외주면에 원주방향으로 교대로 형성된 산부 및 골부를 포함하고,
상기 관은 인발 과정을 통해 제작되며, 상기 인발 과정 후의 상기 관의 내주면으로부터 상기 관의 외주면까지의 두께는 상기 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상이고,
상기 접합부는, 상기 관의 외면에서 상기 골부와 상기 산부를 연결하는 가상의 직선(L1)을 기준으로 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전열관.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 인발 과정 후에 상기 관의 중심에서부터 상기 관의 외주면까지의 길이와 상기 관의 중심에서부터 상기 관의 내주면까지의 길이를 합하여 2로 나눈 값을 R이라 하고,
상기 인발 과정 후에 상기 관의 두께를 t라 할 때,
7.65 ≤ R/t ≤ 30.917을 만족하는 것을 특징으로 하는 전열관.
제 1 항에 있어서,
상기 관은 내주면에 원주방향으로 형성되며, 교대로 배치되는 산부와 골부를 더 포함하는 전열관.
제 1 항에 있어서,
상기 관의 재질은 스테인레스인 전열관.
제 1 항에 있어서,
상기 관의 중심에서 산부와 골부가 이루는 각을
할 때,

/2-
/6≤ 접합부 위치 ≤
/2+
/6를 만족하고,
이 때,
=360/(산부의 개수 또는 골부의 개수)x2 인 전열관.
삭제
압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 및
상기 응축기를 통과한 냉매를 냉수와 열교환시키기 위한 증발기를 포함하고,
상기 증발기는, 쉘과, 상기 쉘 내부에 배치되며 냉수가 유동하는 전열관을 포함하고,
상기 전열관은,
내부에 중공부가 형성된 관; 및
상기 관의 외주면에 형성된 다수의 리브;
상기 관의 양측 단부가 용접 가공에 의해 접합되는 접합부; 및
상기 관의 외주면에 원주방향으로 교대로 형성된 산부 및 골부를 포함하고,
상기 관은 인발 과정을 통해 제작되며, 상기 인발 과정 후의 상기 관의 내주면으로부터 상기 골부까지의 두께는 상기 인발 과정 전의 두께의 3/5 이상이고,
상기 접합부는, 상기 관의 외면에서 상기 골부와 상기 산부를 연결하는 가상의 직선(L1)을 기준으로 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 칠러.
제 8 항에 있어서,
상기 전열관의 재질은 스테인레스인 칠러.