KR100485757B1 - 열교환기의 관내부 스케일제거기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기(heat exchanger)를 반복적으로 사용함에 따라 관의 내부에 발생되는 스케일(scale)을 제거하는 열교환기의 관내부 스케일제거기에 관한 것으로, 제트 크리너에서 발생된 고압의 물을 분사하는 복수개의 노즐을 관의 내부로 균일한 속도로 이동시키면서 고압의 물을 자동으로 연속 분사하여 관의 내부에 끼인 스케일을 균일하면서도 신속하게 제거할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 사각틀형상의 프레임(7)과, 상기 프레임에 링크(9)로 연결되어 실린더(10)의 구동에 따라 승강 운동하는 베이스(8)와, 상기 베이스에 좌, 우로 이동 가능하게 설치됨과 동시에 리드스크류(15)에 나사 결합되어 구동수단의 구동이 감속기(14)에 전달되어 리드스크류(15)가 회전됨에 따라 좌우로 이동하는 좌우이동블럭(11)과, 상기 좌우이동블럭에 끼워져 실린더(17)의 구동에 따라 좌우이동블럭의 이동방향과 직각방향으로 이동하며 복수개의 관안내홈(25)이 형성된 관유도구(16)와, 상기 관유도구의 양측에 고정된 가이드레일(18)과, 상기 가이드레일에 맞물리는 가이드로울러(20)가 설치되어 관유도구(16)에 설치되며 내부에는 금속관(27) 및 플랙시블관(28)이 커플링에 의해 연결된 슬라이더(19)와, 상기 슬라이더의 양단에 고정되어 관유도구의 양단에 회전 가능하게 설치된 스프라켓(21)(22)에 감겨져 유압모터(24)의 구동에 따라 슬라이더의 위치를 가변시키는 체인(23)과, 상기 관유도구의 선단에 고정되어 금속관(27)을 관내로 유도되는 가이드관(26)과, 상기 플랙시블관의 일단이 나사 결합되는 컨넥터(32)와, 상기 컨넥터에 호스(33)로 연결되어 고압의 물을 분사하는 제트 크리너로 구성된 것이다.

Description

열교환기의 관내부 스케일제거기{Removal Device of Scale of Interior Pipe of Heat Exchanger}

본 발명은 열교환기(heat exchanger)를 반복적으로 사용함에 따라 관의 내부에 발생되는 스케일(scale)을 제거하는 열교환기의 관내부 스케일제거기에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 열교환기를 일부 절결하여 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1의 종단면도로서, 열교환기는 원통형의 하우징(1)과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 관의 내부로 냉각수를 통과시켜 관외부를 따라 이동하는 고온의 유체와 열교환이 이루어지도록 하는 다수개의 관(2)과, 상기 다수의 관이 일체가 되도록 소정의 간격으로 설치된 배플(3)과, 상기 하우징의 내부로 고온의 유체가 유입되도록 하는 유입관(4)과, 상기 유입관을 통해 유입된 유체가 냉각수에 의해 냉각되어 외부로 배출되도록 하는 배출관(5)으로 구성되어 있다.

따라서 다수의 관(2)의 내부로 차거운 냉각수가 통과하는 과정에서 유입관(4)을 통해 고온의 유체가 유입되면 관의 내부를 통과하는 냉각수와 열교환이 이루어지게 되므로 유체가 냉각된 다음 배출관(5)을 통해 외부로 배출된다.

상기한 바와 같이 열교환기를 장기간 사용함에 따라 도 2에 나타낸 바와 같이 관(2)의 내부에 스케일(6)이 끼여 유체의 원활한 흐름에 영향을 끼치게 되므로 주기적(약 6개월 정도)으로 하우징(1)으로부터 관(2)을 분리하여 관의 내부에 끼인 스케일(6)을 제거하여야만 열교환기의 효율을 증대시키게 된다.

종래에는 열교환기의 관(2)내부에 끼인 스케일(6)을 제거하기 위해 하우징(1)으로부터 관(2)을 분리한 다음 작업자가 고압분사기를 파지한 상태에서 분사기의 노즐을 관의 내부로 삽입하면서 고압(4350 ∼ 4800 psi)의 물을 분사하여 관의 내부에 끼인 스케일(6)을 제거하고 있는 실정이다.

이에 따라, 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생되었다.

첫째, 관의 내부에 끼인 스케일을 제거하기 위해 분사하는 물의 분사압력이 낮아 스케일을 완전히 제거하는데 한계가 있고 작업시간이 지연되므로 생산라인의 신속한 재가동이 불가능하였다.

둘째, 물의 고압분사를 수작업에 의해 진행하므로 작업 중 부주의에 의한 안전사고가 발생될 우려가 있었다.

셋째, 고압의 물을 수작업에 의해 분사하면서 관의 내부에 끼인 스케일을 제거하므로 인해 스케일의 균일한 크리닝이 불가능하였다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 제트 크리너에서 발생된 고압의 물을 분사하는 복수개의 노즐을 관의 내부로 균일한 속도로 이동시키면서 고압의 물을 자동으로 연속 분사하여 관의 내부에 끼인 스케일을 균일하면서도 신속하게 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 사각틀형상의 프레임과, 상기 프레임에 링크로 연결되어 실린더의 구동에 따라 승강 운동하는 베이스와, 상기 베이스에 좌, 우로 이동 가능하게 설치됨과 동시에 리드스크류에 나사 결합되어 구동수단의 구동이 감속기에 전달되어 리드스크류가 회전됨에 따라 좌우로 이동하는 좌우이동블럭과, 상기 좌우이동블럭에 끼워져 실린더의 구동에 따라 좌우이동블럭의 이동방향과 직각방향으로 이동하며 복수개의 관안내홈이 형성된 관유도구와, 상기 관유도구의 양측에 고정된 가이드레일과, 상기 가이드레일에 맞물리는 가이드로울러가 설치되어 관유도구에 설치되며 내부에는 금속관 및 플랙시블관이 커플링에 의해 연결된 슬라이더와, 상기 슬라이더의 양단에 고정되어 관유도구의 양단에 회전 가능하게 설치된 스프라켓에 감겨져 유압모터의 구동에 따라 슬라이더의 위치를 가변시키는 체인과, 상기 관유도구의 선단에 고정되어 금속관을 관내로 유도되는 가이드관과, 상기 플랙시블관의 일단이 나사 결합되는 컨넥터와, 상기 컨넥터에 호스로 연결되어 고압의 물을 분사하는 제트 크리너로 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관내부 스케일제거기가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 내지 도 7을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 스케일 제거기를 개략적으로 나타낸 사시도이고 도 4는 본 발명을 나타낸 정면도이며 도 5는 본 발명을 나타낸 평면도로서, 본 발명은 사각틀형상의 프레임(7)에 베이스(8)가 승강 가능하게 설치되어 있는데, 상기 베이스의 양측은 "X" 형태의 링크(9)에 의해 프레임(7)에 힌지 결합되어 있고 프레임(7)과 베이스(8)사이에는 실린더(10)가 설치되어 있어 실린더가 구동함에 따라 리프트의 원리와 같이 프레임(7)으로부터 베이스(8)가 승강 운동하도록 되어 있다.

상기 베이스(8)의 양단에 좌우이동블럭(11)이 좌우로 이동 가능하게 끼워져 있고 상기 좌우이동블럭에는 유압모터(12)의 구동이 축(13)을 통해 전달됨과 동시에 양단에 위치된 감속기(14)에 의해 감속된 상태로 회전하는 리드스크류(15)가 나사 결합되어 있다.

따라서 실린더(10)가 구동하면 베이스(8)가 상하로 높이가 조절되고, 유압모터(12)가 구동하면 베이스(8)의 양단에 설치된 좌우이동블럭(11)이 좌우로 이동하게 된다.

또한, 좌우이동블럭(11)에 관유도구(16)가 직각방향으로 이동 가능하게 결합되어 있고 상기 관유도구(16)에 힌지 결합된 실린더(17)는 로드(17a)가 좌우이동블럭(11)에 연결되어 있어 실린더(17)의 구동에 따라 관유도관(16)이 좌우이동블럭의 이동방향의 직각방향으로 실린더 로드의 스트로크범위내에서 이동하게 된다.

한편, 관유도구(16)의 양측에 가이드레일(18)이 설치되어 있고 슬라이더(19)의 양측에는 가이드레일에 맞물려 회전하는 가이드로울러(20)가 설치되어 있으며 상기 슬라이더의 양단에는 스프라켓(21)(22)이 각각 설치되어 있고 상기 스프라켓에 감겨진 체인(23)의 양단은 슬라이더(19)에 고정되어 있어 유압모터(24)가 구동함에 따라 슬라이더(19)가 가이드레일(18)에 안내되어 이동하게 된다.

상기 관유도구(16)에는 복수개의 관안내홈(25)이 형성되어 있고 상기 관안내홈(25)에는 선단에 노즐(도시는 생략함)이 고정된 금속관(27) 및 플랙시블관(28)이 각각 끼워져 이들의 양단이 슬라이더(19)의 내부에서 커플링(도시는 생략함)에 의해 연결되어 있으며 관유도구(16)의 선단에는 슬라이더(19)의 전진시 금속관(27)을 관(2)의 내부로 안내하는 복수개의 가이드관(26)이 고정되어 있다.

따라서 슬라이더(19)가 이동함에 따라 금속관(27)은 관유도구의 외부(열교환기의 관측)로 노출됨과 동시에 플랙시블관(28)은 관안내홈(25)의 내부로 유입된다.

상기 관안내홈(25)의 입구에는 플랙시블관(28)이 관안내홈(25)으로 용이하게 인입되도록 안내하는 한 쌍의 가이드로울러(29)가 회전 가능하게 설치되어 있다.

상기 가이드레일(18)의 양단에는 슬라이더(19)의 이동(전진 및 후퇴)을 제한하는 스토퍼(30)가 고정되어 있고 상기 스토퍼의 접속면에는 충격을 흡수하는 고무와 같은 충격흡수부재(31)가 고정되어 있다.

상기 플랙시블관(28)의 일단은 관유도구(16)의 일단에 설치된 컨넥터(32)에 나사 결합되어 있고 상기 컨넥터에는 고압(13000 ∼ 14000 psi)의 물을 분사하는 제트 크리너(도시는 생략함)와 연결된 호스(33)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 관유도구(16)의 관안내홈(25)상에 설치된 금속관(27) 및 플랙시블관(28)이 관(2)과 인라인(in-line)상에 위치되게 크리닝할 관(2)을 별도의 안치대(도시는 생략함)에 얹어 놓은 상태에서 플랙시블관(28)을 관유도구(16)에 설치된 컨넥터(32)에 나사 결합함과 동시에 상기 컨넥터에는 제트 크리너에 고정된 호스(33)를 연결한다.

이러한 상태에서 베이스(8)의 높이를 조절하기 위해 콘트롤러(도시는 생략함)를 조작하여 실린더(10)를 구동하면 실린더의 로드가 인출되므로 리프트의 원리와 같이 프레임(7)과 베이스(8)를 연결하고 있던 링크(9)가 펼쳐지게 되고, 이에 따라 베이스(8)의 위치가 가변된다.

상기한 바와 같은 동작으로 관유도구(16)의 선단에 위치하는 가이드관(26)이 크리닝하고자 하는 관(2)의 입구와 일치되면 관유도구(16)를 관의 최외측에 위치된 파이프의 입구와 일치되도록 좌우이동블럭(11)을 이동시키는 유압모터(12)를 구동시킨다.

상기 유압모터(12)가 구동하여 그 회전력이 축(13)을 통해 양단에 위치된 감속기(14)에 전달되면 유압모터의 회전력이 감속기에 의해 감속되어 리드스크류(15)를 서서히 회전시키게 되므로 상기 리드스크류에 나사 결합된 좌우이동블럭(11)이 리드스크류의 회전방향을 따라 천천히 이동하게 된다.

이와 같이 리드스크류(15)의 회전으로 관유도구(16)가 끼워진 좌우이동블럭(11)이 이동하여 최외측의 가이드관(26)이 관(2)의 최외측에 위치된 파이프와 일치되고 나면 유압모터(12)의 구동을 중단시킴과 동시에 베이스(8)와 관유도구(16)사이에 설치된 실린더(17)를 구동하게 된다.

이와 같이 실린더(17)를 구동하여 로드(17a)를 잡아당기면 상기 좌우이동블럭(11)에 관유도구(16)가 이동 가능하게 끼워져 있어 실린더 로드의 스트로크범위내에서 관유도구(16)는 관측으로 이동하게 되고, 이에 따라 관유도구의 선단에 고정된 가이드관(26)이 파이프의 입구와 일치된다.

상기한 바와 같은 동작으로 관유도구(16)의 선단에 고정된 가이드관(26)이 크리닝하고자 하는 관의 최외측에 위치된 파이프와 일치하고 나면 다른 유압모터(24)를 구동하여 스프라켓(21)을 회전시키게 된다.

상기 유압모터(24)의 구동으로 스프라켓(21)이 회전하면 스프라켓(21)(22)사이에 감겨진 체인(23)의 양단이 슬라이더(19)에 고정되어 있고 상기 슬라이더(19)는 가이드로울러(20)에 의해 가이드레일(18)에 끼워져 있어 슬라이더(19)가 관(2)측으로 서서히 이동하게 되므로 슬라이더(19)의 이동에 따라 플랙시블관(28)의 여유분이 관안내홈(25)의 내부에 수용됨과 동시에 관안내홈(25)에 수용되어 있던 금속관(27)이 외부로 인출되어 파이프 내부로 인입된다.

상기한 바와 같은 동작시 제트 크리너에서 발생된 고압의 물은 컨넥터(32)의 내부로 유입되어 플랙시블관(28)과 금속관(27)을 거쳐 노즐로 분사되므로 파이프의 내부에 끼여 있던 스케일이 분사되는 고압의 물에 의해 제거되어 반대편 개구부측으로 물과 함께 배출된다.

계속되는 유압모터(24)의 구동으로 슬라이더(19)가 전진하여 파이프의 내부를 크리닝하고 나면 유압모터(24)의 구동을 중단함과 동시에 역구동하여 슬라이더(19)를 초기 위치로 환원시키게 되는데, 상기 슬라이더(19)의 이동범위는 크리닝하고자 하는 관(2)의 길이에 따라 가이드레일(18)에 안내되어 이동 가능하게 설치된 스토퍼(30)의 위치를 가변시켜 셋팅하므로써 설정할 수 있게 된다.

이와 같이 슬라이더(19)의 1회 전후진으로 복수개(가이드관내에 설치된 금속관의 개수만큼)의 파이프를 크리닝하고 나면 실린더(17)를 재구동하여 로드(17a)를 인출시키게 되므로 관(2)측으로 이동하였던 관유도구(16)가 복원되어 파이프에 밀착되어 있던 가이드관(26)이 파이프로부터 이탈된다.

상기 가이드관(26)이 파이프로부터 이탈되고 나면 좌우이동블럭(11)의 위치를 가변시키기 위해 유압모터(12)를 재구동하면 리드스크류(15)가 서서히 회전하게 되므로 전술한 바와 같이 관유도구(16)가 설치된 좌우이동블럭(11)이 수평방향으로 천천히 이동하게 된다.

이에 따라, 관유도구(16)의 선단에 고정된 가이드관(26)이 크리닝할 새로운 파이프와 일치되고 나면 전술한 바와 같은 동작으로 슬라이더(19)를 전진시키게 되므로 1열의 파이프를 크리닝할 수 있게 된다.

반복되는 작업으로 1열의 파이프를 크리닝하고 나면 실린더(17)를 구동하여 가이드관(26)을 파이프로부터 이탈시킴과 동시에 프레임(7)과 베이스(8)사이에 설치된 실린더(10)를 구동하여 베이스(8)의 높이를 조절하므로써, 계속해서 파이프의 내부를 크리닝할 수 있게 됨은 이해 가능한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 하우징으로부터 분리된 관을 안치대에 얹어 놓은 상태에서 베이스에 얹혀진 관유도구를 수평 및 수직방향으로 1스탭씩 시킴과 동시에 플랙시블과 과 금속관이 커플링으로 연결된 슬라이더를 관측으로 이동시키면서 금속관의 선단에 고정된 노즐을 통해 분사되는 고압의 물에 의해 관의 내부에 끼인 스케일을 제거하게 되므로 스케일의 크리닝에 소요되는 시간을 대폭 절감할 수 있게 된다.

또한, 슬라이더가 유압모터의 구동에 따라 균일한 속도로 관내부를 이동하면서 노즐을 통해 관내부에 고압의 물을 분사하게 되므로 관의 내부를 균일하게 크리닝하게 되는 효과도 얻게 된다.

도 1은 일반적인 열교환기를 일부 절결하여 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 종단면도

도 3은 본 발명의 스케일 제거기를 개략적으로 나타낸 사시도

도 4는 본 발명을 나타낸 정면도

도 5는 본 발명을 나타낸 평면도

도 6은 슬라이더가 가이드레일에 설치된 상태의 사시도

도 7은 관유도구의 이동으로 가이드관이 관의 입구와 일치된 상태의 측면도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

7 : 프레임 8 : 베이스

9 : 링크 10, 17 : 실린더

11 : 좌우이동블럭 12, 24 : 유압모터

15 : 리드스크류 16 : 관유도구

18 : 가이드레일 19 : 슬라이더

20, 29 : 가이드로울러 25 : 안안내홈

26 : 가이드관 27 : 금속관

28 : 플랙시블관 30 : 스토퍼

31 : 충격흡수부재 32 : 컨넥터

Claims (3)

1. 사각틀형상의 프레임과, 상기 프레임에 링크로 연결되어 실린더의 구동에 따라 승강 운동하는 베이스와, 상기 베이스에 좌, 우로 이동 가능하게 설치되어 구동수단의 구동에 따라 이동하는 좌우이동블럭과, 상기 좌우이동블럭에 설치되어 노즐을 이동시키는 슬라이더와, 노즐을 통해 고압의 물을 분사하는 제트 크리너로 구성된 열교환기의 관내부 스케일제거기에 있어서, 상기 좌우이동블럭을 구동수단의 구동에 따라 회전하는 리드스크류에 나사 결합하고 상기 좌우이동블럭에는 실린더의 구동에 따라 좌우이동블럭의 이동방향과 직각방향으로 이동함과 동시에 복수개의 관안내홈이 형성된 관유도구를 끼워 설치하며 상기 관유도구의 양측에 고정된 가이드레일에는 금속관 및 플랙시블관이 커플링에 의해 연결된 슬라이더를 설치하여 상기 슬라이더에 설치된 가이드로울러가 가이드레일에 맞물리게 하며 상기 슬라이더의 양단에는 관유도구의 양단에 회전 가능하게 설치된 스프라켓에 감겨져 유압모터의 구동에 따라 슬라이더의 위치를 가변시키는 체인을 고정함과 동시에 상기 관유도구의 선단에는 금속관을 관내로 유도되는 가이드관을 고정하여서 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관내부 스케일제거기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드레일의 양단에 슬라이더의 이동을 제한하는 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관내부 스케일제거기.
3. 삭제