KR100878049B1 - 개선된 청소 시스템 - Google Patents

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Abstract

유체와 함께 배관(8)을 순환하는 청소구(淸掃球, cleaning ball)(20)를 이용하는 배관 청소용 청소 시스템을 제공한다. 본 시스템은 구멍 뚫린 깔때기를 구비한 분리기(12)를 포함하고, 이 분리기(12)는 유체는 통과시키나 청소구(20)는 통과시키지 않는다. 천공 격벽(28)을 구비하고 이에 의해 제1 격실(19)과 제2 격실(27)로 분할되는 하우징(21)이 채용된다. 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)와 청소구 공급 파이프(24)의 출구(3) 사이에서 압력 차이가 생성되어, 이에 의한 흡입력이 배관(8)의 벽을 청소하기 위하여 청소구(20)를 하우징(21)으로부터 청소구 공급 파이프(24)를 통하여 다시 배관(8)으로 재순환시킨다. 청소구 귀환 파이프(17)의 입구(13)와 유체 귀환 파이프(16)의 출구(14) 사이에서 압력 차이가 생성되어, 이에 의한 흡입력이 청소구(20)를 분리기(12)로부터 청소구 귀환 파이프(17)를 통하여 하우징(21)으로 재순환시킨다.
Figure R1020047017519
배관 청소, 청소구, 하우징, 분리기, 청소구 귀환 파이프, 청소구 공급 파이프

Description

개선된 청소 시스템{AN IMPROVED CLEANING SYSTEM}
본 발명은 배관의 내부를 청소하기 위하여 이동식 청소 요소를 사용하는 청소 시스템에 관한 것이다.
열 분배 시스템은 통상적으로 유체를 안내하는 배관을 포함하는 응축기 장치를 구비하고 있다. 유체가 배관을 통과하면서 배관 내부에 먼지나 다른 원치 않는 침전물이 생기는 것을 막기 위하여 그러한 배관의 내부를 청소하는 여러 방법들이 제안된 바 있다.
제안된 방법들 중 하나는, 배관보다 직경이 약간 커서 유체와 함께 배관을 통과할 때에 압축되는 고무나 해면질(spongy)로 된 청소구(淸掃球, cleaning ball)를 사용하는 것이다. 이 방법에서, 청소구는 배관의 벽을 문질러서 배관의 벽을 깨끗하게 하고 실질적으로 침전물이 부착되지 않도록 한다. 일반적으로 청소구와 유체는 유체의 유동 방향으로 배관의 상류측에서 하류측으로 배관을 통과한다. 그런 다음 청소구는 하류측에서 유체에서 분리되고 배관의 상류측으로 돌아가 재순환하게 된다. 대개는 미국 특허 제6,070,652호에 기술된 것과 같은 펌프가 청소구를 재순환시키는 수단을 제공한다. 그러나, 청소구를 재순환시키기 위하여 펌프를 사용하는 방법의 단점은 펌프가 오작동에 취약하여 그러한 시스템은 통상 정비 및 보수 로 인한 비가동 시간이 상당히 많다는 것이다.
상기 단점을 해소하기 위하여, 예를 들어 미국 특허 제5,592,990호에 기술된 바와 같이 청소구를 재순환시키는 데에 펌프를 사용하지 않는 청소 시스템이 제안되었다. 이러한 종래 기술에서, 재순환 수단은 배관의 상류측과 하류측 사이에 배치된 하우징을 포함하여 구성된다. 이 하우징은 하우징을 상부 격실과 하부 격실로 분할하는 구멍이 뚫린 격벽을 포함한다. 청소구가 재순환되어 하우징에 모였을 때, 상기 격벽은 유체를 하부 격실로 통과시키는 반면에 청소구는 상부 격실에 계속 보유한다. 또한, 하우징은 상부 격실의 일 단부를 배관의 하류측에 연결하는 제1 통로와, 상부 격실의 다른 단부를 배관의 상류측의 제1 및 제2 섹션에 연결하는 제2 통로 및 제3 통로를 포함하여 배관의 제2 섹션의 압력이 제1 섹션의 압력보다 약간 낮고 배관의 하류측 압력보다는 높게 한다. 또한, 하우징은 하부 격실을 제1, 제2 및 제3 통로의 압력보다 낮은 압력원에 연결하는 제4 통로를 포함한다. 이러한 종래 기술에서 개시되어 있는 청소 시스템은 전술한 서로 다른 통로를 따라서 유체를 제어하기 위하여 배열된 다수의 밸브를 또한 구비한다. 이러한 종래 기술의 단점은 청소구를 재순환시키기 위하여 다수 밸브를 폐쇄 및 개방시키는 일련의 작동을 필요로 하므로 설계가 복잡해진다는 것이다. 또한, 청소구를 하우징으로 끌어당기기 위해서 제4 통로에 배치된 밸브가 개방되어야 하고 이는 유체를 유출시킬 수 있다. 따라서, 청소구가 재순환될 때마다 유체가 낭비되고 시스템을 유지하는 비용이 상대적으로 많이 들게 된다.
본 발명의 목적은 상기 종래의 기술의 단점 중에서 적어도 한 가지를 해소하는 청소 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 두 개의 밸브의 개방 및 폐쇄를 제어함으로써 재순환되는 청소구와 같은 청소 요소를 이용하여, 유입 파이프 및 배출 파이프에 연결된 배관을 청소하기 위한 시스템을 제공한다.
본 발명의 첫 번째 대상은, 유입 파이프 및 배출 파이프에 연결되어 있고 유체를 안내하여 통과시키는 배관을 청소하는 시스템으로서,
배관을 통하여 유체와 함께 순환하는 복수의 청소구(淸掃球, cleaning ball)와;
배출 파이프에 설치되어 유체로부터 청소구를 분리시키도록 형성되고, 유체는 통과시키나 청소구는 통과시키지 않는 구멍들을 포함하는 분리기와;
청소구를 수집하도록 형성되고, 유체는 제2 격실로 통과시키고 청소구는 통과시키지 않는 천공 격벽에 의하여 분리되는 제1 격실과 제2 격실을 구비한 하우징,
하우징의 제1 격실의 제1 개구에 연결된 입구와 유입 파이프의 제1 개구에 연결된 출구를 구비한 청소구 공급 파이프,
유입 파이프의 제2 개구에 연결된 입구와 하우징의 제1 격실의 제2 개구에 연결된 출구를 구비한 유체 공급 파이프,
하우징의 제2 격실의 개구에 연결된 입구와 배출 파이프의 개구에 연결된 출구를 구비한 유체 귀환 파이프, 및
분리기의 개구에 연결된 입구와 하우징의 제1 격실의 제3 개구에 연결된 출구를 구비한 청소구 귀환 파이프를 포함하여 구성되는 재순환 수단과;
유체 공급 파이프의 입구에 고압이 형성되고 청소구 공급 파이프의 출구에 저압이 형성되게 하여, 그 압력의 차이에 의해 청소구가 하우징으로부터 유입 파이프로 이동하도록 구성되는, 유입 파이프로의 청소구 공급 수단과;
청소구 귀환 파이프의 입구에 고압이 형성되고 유체 귀환 파이프의 출구에 저압이 형성되게 하여, 압력의 차이에 의해 청소구가 분리기로부터 다시 하우징으로 이동하도록 구성되는, 하우징으로의 청소구 귀환 수단을 포함하고;
상기 재순환 수단, 청소구 공급 수단 및 청소구 귀환 수단은 복수의 청소구를 유입 파이프로부터 배출 파이프로 선택적으로 이동시키도록 배열되며,
상기 분리기는 유체는 통과시키나 청소구는 통과시키지 않는 직사각형 구멍들을 구비하고, 상기 분리기 전방의 배출 파이프에서 유체 및 청소구들을 회전시키고 상기 직사각형 슬롯과 함께 작동하여 청소구들 사이의 충돌 회수를 증가시킴으로써 청소구가 배관을 통과한 후에 청소구의 표면에 축적된 찌꺼기가 제거되도록 하는 회전 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템이다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템에서, 상기 재순환 수단은, 유체 공급 파이프를 따라 설치된 제1 밸브, 유체 귀환 파이프를 따라 설치된 제2 밸브, 청소구 공급 파이프를 따라 설치된 제1 단방향(one-way) 밸브, 및 청소구 귀환 파이프를 따라 설치된 제2 단방향 밸브를 추가로 포함하고, 제1 단방향 밸브는 청소구를 하우징으로부터 유입 파이프로 이동시키도록 작동하고, 제2 단방향 밸브는 청소구를 분리기로부터 하우징으로 이동시키도록 작동한다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템에서, 상기 재순환 수단은 청소구 귀환 파이프를 따라 설치된 제3 밸브와 청소구 공급 파이프를 따라 설치된 제4 밸브를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템에서의 청소구 공급 수단은,
제1 밸브를 개방하고 제2 밸브는 폐쇄상태로 유지시키고, 유체 공급 파이프의 입구에 고압을 형성하고 청소구 공급 파이프의 출구에 저압을 형성하며, 상기 고압은 흡입력을 발생시켜 유체를 유입 파이프로부터 유체 공급 파이프를 거쳐서 하우징으로 끌어당기고, 하우징을 통하여 흐르는 유체의 힘은 청소구를 하우징으로부터 제1 단방향 밸브를 거쳐서 제4 밸브가 개방되어 있는 청소구 공급 파이프로 운반하여 청소구가 유입관으로 유동하도록 작동한다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템에서의 청소구 귀환 수단은,
제2 밸브를 개방하고 제1 밸브는 폐쇄상태로 유지시키고, 청소구 귀환 파이프의 입구에 고압을 형성하고 유체 귀환 파이프의 출구에 저압을 형성하며, 상기 고압은 흡입력을 발생시켜 유체와 청소구를 분리기로부터 제2 단방향 밸브를 거쳐서 청소구 귀환 파이프로 끌어당기고, 유체의 힘은 청소구를 제2 단방향 밸브를 거쳐서 청소구 귀환 파이프와 하우징으로 운반하고, 유체가 하우징 내의 천공 격벽을 통하여 유동하여 제2 밸브가 개방되어 있는 유체 귀환 파이프로 그리고 배출관으로 귀환하는 동안 청소구는 하우징 내에 머무르도록 작동한다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템은 깔때기 형상의 분리기를 구비한다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템의 분리기는 유체는 통과시키고 청소구는 통과시키지 않는 천공을 포함한다.
바람직하게는, 상기 천공은 각각 하나의 길이 방향을 가지는 직사각형 슬롯으로 형성된다.
바람직하게는, 상기 직사각형 슬롯의 길이 방향은 상기 깔때기의 중심축에 평행하지 않다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템은 배관 전방의 유입 파이프에서 유체와 청소구를 회전시키는 제1 수단을 구비하여, 청소구가 임의적으로 분포되어 배관에 진입하도록 한다.
바람직하게는, 상기 배관 청소 시스템은 분리기 전방의 배출 파이프에서 유체와 청소구를 회전시키는 제2 수단을 구비하여, 청소구가 배관을 통과하는 동안 청소구의 표면에 축적된 찌꺼기가 청소구 표면에서 떨어져 나가서 유체에 의해 운반되도록 한다.
바람직하게는, 유체 및 청소구를 회전시키는 상기 수단의 방향은 상기 직사각형 슬롯의 길이 방향과 반대이다.
본 발명의 상기 기술된 구현 형태의 장점은 유입 파이프와 배출 파이프에서의 압력 차이로 인하여 흡입력이 생성되어, 배관을 청소하기 위한, 쉽고 비용이 절감되는 청소구 순환 방식을 제공한다는 것이다. 또한, 유체가 낭비되지 않는다는 점에서 본 시스템은 환경 친화적이다.
본 발명은 열교환기나 응축기의 유체 안내 배관을 청소하는 데에 특히 유용하며, 따라서 이하에서는 그러한 적용례에 관하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 청소구를 정지시켜서 모으기 위한 하우징과 분리기를 포함하는 본 발명에 따른 청소 시스템을 도시한다.
도 2는 청소구가 하우징으로부터 시작하여 배관을 순환하게 될 때의 도 1의 청소 시스템을 도시한다.
도 3은 청소구가 배관을 통과하여 도 1의 분리기에 의하여 분리될 때의 상태를 도시한다.
도 4는 청소구가 도 1의 하우징으로 다시 순환하게 될 때의 상태를 도시한다.
도 5는 배관을 통과한 청소구를 분리시키는 도 3의 분리기의 단면을 도시한다.
도 6은 도 5의 분리기를 상세하게 도시한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 응축기(7)에서 배관(8)을 청소하는 데에 사용되는 청소 시스템을 도시한다. 배관(8)은 유입 파이프(5)와 배출 파이프(9)에 연결된 평행한 간격으로 배치된 복수의 관의 형태로 되어 있다. 유입구(25)로부터 들어와서 배관(8) 사이의 공간을 거쳐서 배출구(29)로 순환하는 증기나 냉매 가스와 같은 다른 유체를 냉각하기 위하여, 물과 같은 냉각액이 배관을 통과한다.
(W1으로 표시된 방향으로 유동하는) 냉각액은 유입 파이프(5)에 의하여 응축기의 상류측에 연결된 유입관(1)으로부터 들어와서, 응축기 배관(8)을 통과하여, 배출 파이프(9)에 의하여 배관(8)의 하류측과 연결된 배출관(15)으로 순환한다.
청소 시스템은 복수의 청소 요소들을 포함하는데, 본 실시예에서는 청소구(20)가 사용된다. 그러한 청소구(20)는 보통 해면질 재료로 되어 있고 직경은 배관(8)의 직경보다 약간 커서, 배관 내의 입자의 침전이나 부착을 막기 위하여 청소구(20)가 배관 내에 밀어 넣어질 때에 청소구는 압축된다. 이런 식으로 열 교환기의 효율을 저하시키거나 심지어 부식을 일으킬 수도 있는 배관(8) 내의 원치 않는 침전물의 생성을 막을 수 있다.
본 발명 청소 시스템은 분리기(12)와, 청소구(20)를 배출 파이프(9)로부터 유입 파이프(5)로 이동시키는 재순환 수단을 추가로 포함한다.
분리기(12)의 기능은 배출 파이프(9)에서 냉각액으로부터 청소구(20)를 분리시키는 것이고, 본 실시예에서 분리기(12)는 깔때기 형상으로 되어 있다. 분리기(12)는 배출 파이프(9)와 유체를 방출하는 배출관(15) 사이에 설치된다. 분리기(12)는 유체는 배출관(15)으로 통과시키나 청소구(20)는 통과시키지 않도록 형성된 천공을 포함하고 있다.
천공은, 예를 들어 유체 유동 방향에서 보았을 때 반시계 방향과 같은 특정 방향으로 경사진 길이 방향을 가지는 직사각형 슬롯(32)으로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에 따른 분리기(12)와 직사각형 슬롯(32)은 도 5 및 도 6에 각각 상세하게 도시되어 있다. 분리기(12)는 청소구(20)를 배출 파이프(9)로부터 유입 파이프(5)로 이동시키기 위한 재순환 수단에 연결되어 있다.
본 실시예에서, 재순환 수단은 청소구(20)를 모으기 위한 하우징(21)을 포함한다. 하우징(21)은 하우징(21)의 내부를 제1 격실(19)과 제2 격실(27)로 분할하는 천공 격벽(28)을 구비하고, 제1 격실(19) 및 제2 격실(27)은 천공 격벽(28)의 반대편 양측에 위치한다. 격벽(28)은 유체는 통과시키나 청소구(20)는 통과시키지 않으므로, 청소구(20)는 제1 격실(19) 내에 축적된다. 하우징(21)은 청소구(20)를 추가하거나 빼내기 위하여 제거할 수 있는, 제1 격실(19)을 덮는 덮개(18)를 추가로 포함할 수 있다.
재순환 수단은 유체 귀환 파이프(16)와 청소구 귀환 파이프(17)를 추가로 포함한다. 유체 귀환 파이프(16)는 (청소구(20)가 아닌) 유체를 하우징(21)으로부터 배출관(15)으로 이동시키기 위하여 하우징(21)을 배출관(15)에 연결하는 데에 사용된다. 유체 귀환 파이프(16)는 그 입구(30)가 하우징(21)의 제2 격실(27)에 위치하고 그 출구(14)는 배출관(15)에 위치한다. 청소구 귀환 파이프(17)는 청소구(20)를 배출 파이프(9)로부터 하우징(21)으로 이동시키기 위하여 분리기(12)를 하우징(21)에 연결하는 데에 사용된다. 청소구 귀환 파이프(17)는 그 입구(13)가 분리기(12)에 위치하고 그 출구(31)는 하우징(21)의 제1 격실(19)에 위치한다. 청소구 귀환 파이프(17) 입구의 개구(13)는 배출 파이프(9)의 유체 유동(W3)에 거스르는 방향으로 형성되어 청소구 귀환 파이프(17)의 입구(13)에서의 압력이 유체 귀환 파이프(16)의 출구(14)에서의 압력보다 높게 된다. 청소구 귀환 파이프(17)는 청소구(20)를 교체하거나 추가하는 경우를 제외하고는 항상 개방되어 있는 수동 밸브(hand valve)(HV2)를 포함할 수 있다.
재순환 수단은 또한 청소구 공급 파이프(24)와 유체 공급 파이프(23)를 포함한다. 청소구 공급 파이프(24)는 청소구를 하우징(21)으로부터 다시 유입 파이프 (5)로 공급하기 위하여 하우징(21)을 유입 파이프(5)에 연결하는 데에 사용된다.
청소구 공급 파이프(24)의 입구(26)는 하우징(21)의 제1 격실(19)에 위치하고 출구(3)는 유입 파이프(5)에 위치한다. 청소구 공급 파이프(24)는 청소구(20)를 교체하는 경우를 제외하고는 항상 개방되어 있는 수동 밸브(HV1)를 포함할 수 있다. 유체 공급 파이프(23)는 유입 파이프(5)로부터 하우징(21)으로 유체를 공급하기 위하여, 유입 파이프(5)를 하우징(21)에 연결하는 데에 사용된다. 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)는 유입 파이프(5)에 위치하고 출구(22)는 하우징(21)의 제1 격실(19)에 위치한다. 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)는 유입 파이프(5)의 유체 유동(W1)에 거스르는 방향으로 형성되어 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)에서의 압력이 청소구 공급 파이프(24)의 출구(3)에서의 압력보다 높게 된다.
청소구의 공급 수단과 청소구의 귀환 수단은, 응축기 배관(8)의 하류측으로부터 하우징(21)을 통하여 응축기 배관(8)의 상류측을 향하는 유동을 제어하기 위하여, 유체 공급 파이프(23)와 유체 귀환 파이프(16)를 따라 설치된 두 밸브(V1, V2)를 포함한다. 청소구(20)의 공급 수단은 제1 밸브(V1)를 개방하고 제2 밸브(V2)를 폐쇄 상태로 유지하여 청소구(20)가 하우징(21)으로부터 유입 파이프(5)로 흡입되도록 작동한다. 청소구(20)의 귀환 수단은 제2 밸브(V2)를 개방하고 제1 밸브(V1)를 폐쇄 상태로 유지하여 청소구(20)가 분리기(12)로부터 하우징(21)으로 다시 흡입되도록 작동한다.
하우징(21)은 또한, 청소구 공급 파이프(24)와 청소구 귀환 파이프(17)를 따라 설치된 두 개의 체크 밸브(check valve) 또는 단방향 밸브(one-way valve)(CV1, CV2)를 포함한다. 제1 체크 밸브(CV1)는 유체와 청소구(20)가 하우징(21)으로부터 유입 파이프(5) 방향으로만 유동하게 하고 그 반대방향으로는 유동하지 못하게 한다. 제2 체크 밸브(CV2)는 유체와 청소구(20)가 분리기(12)로부터 하우징(21)으로만 유동하게 하고 그 반대방향으로는 유동하지 못하게 한다.
본 발명 청소 시스템은 유입 파이프(5)와 배출 파이프(9)에 설치된 회전 수단을 추가로 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 프로펠러가 사용된다.
제1 프로펠러(4)는 배관(8) 전방의 유입 파이프(5)에 위치하며, 청소구(20)를 회전시켜서 참조번호 6에 의해서 표시한 바와 같이, 청소구는 임의적인 패턴으로 배관(8)에 진입하게 된다. 회전 수단은 청소구(20)가 응축기(7)에 진입할 때 원심력에 의해서 무작위적으로 분배되게 한다. 제2 프로펠러(10)는 분리기(12) 전방의 배출 파이프(9)에 위치하여 청소구(20)가 분리기(12)의 입구부(11)에서 서로 충돌할 수 있도록 유체와 청소구(20)를 회전시킨다. 이는 청소구(20)가 배관(8)을 통과한 후에 청소구(20)의 표면에 쌓여 있는 찌꺼기를 제거할 수 있도록 청소구(20)들 사이의 충돌 회수를 증가시키기 위한 것이다.
본 발명 청소 시스템의 여러 가지 구성요소를 설명하였으므로, 이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 청소 시스템의 작동을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 밸브(V1, V2)가 폐쇄되어 있고 청소구(20)가 하우징(21)의 제1 격실(19)에 모여 있는 상태를 초기 상태로 가정한다. 청소구 공급 파이프(24)의 출구(3) 압력이 청소구 귀환 파이프(17)의 입구(13) 압력보다 높기 때문에, 또한 두 개의 체크 밸브(CV1, CV2)의 기능으로 인해서, 청소구 공급 파이프 (24)와 청소구 귀환 파이프(17)에는 유체의 유동이 없다.
응축기(7)가 작동할 때, 냉각액은 유입 파이프(5)를 통과한다. 유체 역학의 원리에 의하면, 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)가 유입 파이프(5)의 유체 유동(W1)에 거스르는 방향으로 형성되어 있으므로, 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)에서의 정압은 청소구 공급 파이프(24)의 출구(3)에서의 압력보다 높을 것이다. 이러한 압력 차이로 인하여 발생한 흡입력이 유체를 유입 파이프(5)로부터 유체 공급 파이프(23)를 통하여 하우징(21)으로 끌어당기거나 흡입하고, 유체와 청소구(20)를 하우징(21)으로부터 청소구 공급 파이프(24)를 통하여 유입 파이프(5)로 끌어당기거나 흡입하게 된다.
청소구(20)를 하우징(21)으로부터 유입 파이프(5)로 뽑아내기 위해서, 제2 밸브(V2)가 폐쇄된 상태에서 제1 밸브(V1)가 개방되고 , 유입 파이프(5)로부터 하우징(21)으로 유입된 유체와 청소구(20)가 하우징(21)으로부터 유입 파이프(5)로 흡입되고 배관(8)의 내벽을 청소하기 위하여 배관(8)으로 순환하게 된다. 이것이 도 2에 도시된 상태이다. 유체 공급 파이프(23)로부터 하우징(21)으로 향하는 유체 유동 방향과 단방향 체크 밸브(CV1)를 통하여 하우징(21)으로부터 나오는 청소구(20) 유동 방향이 도 2의 굵은 화살표로 표시된다.
청소구(20)를 이동시키기 위한 청소구(20)의 공급 수단은 제1 밸브(V1)를 개방하고 제2 밸브(V2)를 폐쇄 상태로 유지함으로써 작동한다. 이런 식으로, 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)와 청소구 공급 파이프(24)의 출구의 압력차에 기인하여 하우징(21)의 청소구(20)는 하우징(21)으로부터 배관(8)의 상류측으로 끌어당겨지 거나 흡입된다.
모든 청소구(20)가 유입 파이프(5)로 끌어당겨진 후에, 밸브(V1)는 폐쇄되고 밸브(V2)는 계속 폐쇄 상태에 있다. 도 3에 도시한 바와 같이 제1 밸브(V1)가 폐쇄되었을 때, 청소구(20)의 공급이 중단된다.
제1 밸브(V1)가 개방되는 시점에 제1 프로펠러(4)도 가동되어 유체 유동(W2)과 청소구(20)를 회전시키고, 그 결과 청소구(20)는 무작위적으로 배관(8)에 진입한다.
청소 과정 후에는, 제2 프로펠러(10)가 다시 청소구(20)를 회전시켜서 청소구(20)는 서로 충돌하고 청소구(20)에 의하여 배관(8)에서 떨어져 나와서 이제는 청소구(20)에 부착된 찌꺼기 입자를 비벼서 벗겨낸다. 이 찌꺼기 입자들은 유체 유동(W3)에 의해 운반되어 배출관(15)을 통하여 방출된다. 제2 프로펠러(10)의 회전 방향, 곧 청소구(20)의 회전 방향은 분리기(12)의 경사진 슬롯(32)의 방향과 반대 방향으로 하는 것이 바람직하다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 경사진 슬롯(32)의 길이 방향이 반시계 방향이라면, 제2 프로펠러(10)에 의한 청소구(20)의 회전 방향은 시계 방향으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 청소구(20)가 서로 충돌하는 횟수를 증가시킬 수 있다.
회전 후에는 도 3에 도시한 바와 같이 청소구(20)가 분리기(12)의 입구부(11)에 모인다.
유체 역학의 원리에 의하면, 청소구 귀환 파이프(17)의 입구(13)가 배출 파이프(9)의 유체 유동(W3)에 거스르는 방향으로 형성되어 있으므로, 청소구 귀환 파 이프(17)의 입구(13)에서의 정압은 유체 귀환 파이프(16)의 출구(14)에서의 압력보다 높게 된다. 이러한 압력 차이로 인하여 발생한 흡입력은 유체(와 청소구(20))를 분리기(12)로부터 청소구 귀환 파이프(17)를 통하여 하우징(21)으로 끌어당기거나 흡입하고, 유체(하우징(21)의 천공 격벽(28) 때문에 청소구(20)는 해당되지 않음)를 하우징(21)으로부터 유체 귀환 파이프(16)를 통하여 배출관(15)으로 끌어당기거나 흡입하게 된다.
청소구(20)를 분리기(12)로부터 다시 하우징(21)으로 귀환시키는 수단은, 제2 밸브(V2)를 개방하고 제1 밸브(V1)는 폐쇄 상태로 유지하여, 청소구(20)가 분리기(12)로부터 하우징(21)으로 흡입되고 유체(하우징(21)의 천공 격벽(28) 때문에 청소구(20)는 해당되지 않음)는 하우징(21)으로부터 배출관(15)으로 끌어당겨지도록 작동한다. 이러한 상태는 도 4에 도시된다. 청소구 귀환 파이프(17)로부터 하우징(21)으로 향하는 유체 및 청소구(20)의 유동 방향과 제1 격실(19)로부터 제2 격실(27)로 그 다음 유체 귀환 파이프(16)로 향하는 유체의 유동 방향이 굵은 화살표로 표시되어 있다.
최종적으로, 모든 청소구(20)가 하우징(21)의 제1 격실(19)에 다시 도달하여 그곳에 모이면, 도 1에 도시한 바와 같이 두 밸브(V1, V2)가 폐쇄된다. 제2 밸브(V2)가 폐쇄되었을 때, 청소구(20)의 귀환 작동이 중단된다.
청소구(20)를 하우징(21)으로 귀환시키는 수단은 제2 밸브(V2)를 개방하고 제1 밸브(V1)를 폐쇄 상태로 유지시킴으로써 작동함을 알 수 있다. 청소구(20)를 하우징(21)으로부터 청소 시스템으로 공급하는 수단은 제1 밸브(V1)를 개방하고 제 2 밸브(V2)를 폐쇄 상태로 유지시킴으로써 작동한다. 두 가지 작동에서, 청소구 공급 수단의 작동과 청소구 귀환 수단의 작동에 의해서 청소구(20)는 재순환 수단을 통하여 순환된다. 두 가지 작동에서, 청소구 귀환 파이프(17)의 입구(13)와 유체 귀환 파이프(16)의 출구(14) 사이의 압력 차이와, 유체 공급 파이프(23)의 입구(2)와 청소구 공급 파이프(24)의 출구(3) 사이의 압력 차이를 형성하는 것은 두 개의 밸브(V1, V2)의 개방 및 폐쇄 작용과 폐쇄 및 개방 작용이다. 따라서, 전체 청소 시스템의 작동은 두 개의 밸브(V1, V2)에 의하여 쉽게 제어할 수 있고, 이 밸브(V1, V2)는 수동으로 작동시키거나 기계적으로 작동시킬 수 있다.
청소구(20)를 교체할 필요가 있을 경우, 수동 밸브(HV1, HV2)를 폐쇄시키고 덮개(18)를 개방하여 청소구(20)를 교체할 수 있다.
본 발명은 바람직한 일 실시예에 관하여 설명하였지만, 이는 단지 예시의 목적으로 제시된 것이고, 첨부된 특허청구범위에서 정하여지는 본 발명의 범위 내에서 해당 기술 분야의 당업자에 의하여 본 발명의 다양한 변경, 수정 및 응용이 가능한 것으로 생각된다.
전술한 실시예로부터 본 발명 청소 시스템의 작동은, 수동으로 작동되거나 자동 작동 수단을 구비하는 두 개의 밸브(V1, V2)에 의하여 용이하게 제어할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명 청소 시스템은 이동 부품이 적어서 신뢰성이 더 높고 정비의 필요성도 낮아진다.
또한, 본 발명 청소 시스템에서는 냉각액이 청소구(20)와 함께 쉽게 재순환 할 수 있어서 냉각액이 낭비되지 않는다.

Claims (12)

  1. 유입 파이프(5) 및 배출 파이프(9)에 연결되어 있고 유체를 안내하여 통과시키는 배관을 청소하는 시스템으로서,
    배관을 통하여 유체와 함께 순환하는 복수의 청소구(淸掃球, cleaning ball)(20)와;
    배출 파이프(9)에 설치되어 유체로부터 청소구(20)를 분리시키도록 형성되고, 유체는 통과시키나 청소구(20)는 통과시키지 않는 구멍들을 포함하는 분리기(12)와;
    청소구(20)를 수집하도록 형성되고, 유체는 제2 격실(27)로 통과시키고 청소구(20)는 통과시키지 않는 천공 격벽(28)에 의하여 분리되는 제1 격실(19)과 제2 격실(27)을 구비한 하우징(21),
    하우징(21)의 제1 격실(19)의 제1 개구에 연결된 입구(26)와 유입 파이프(5)의 제1 개구에 연결된 출구(3)를 구비한 청소구 공급 파이프(24),
    유입 파이프(5)의 제2 개구에 연결된 입구(2)와 하우징(21)의 제1 격실(19)의 제2 개구에 연결된 출구(22)를 구비한 유체 공급 파이프(23),
    하우징(21)의 제2 격실(27)의 개구에 연결된 입구(30)와 배출 파이프(9)의 개구에 연결된 출구(14)를 구비한 유체 귀환 파이프(16), 및
    분리기(12)의 개구에 연결된 입구(13)와 하우징(21)의 제1 격실(19)의 제3 개구에 연결된 출구(31)를 구비한 청소구 귀환 파이프(17)를 포함하여 구성되는 재순환 수단과;
    유체 공급 파이프(23)의 입구(2)에 고압이 형성되고 청소구 공급 파이프(24)의 출구(3)에 저압이 형성되게 하여, 그 압력의 차이에 의해 청소구(20)가 하우징(21)으로부터 유입 파이프(5)로 이동하도록 구성되는, 유입 파이프(5)로의 청소구 공급 수단과;
    청소구 귀환 파이프(17)의 입구(13)에 고압이 형성되고 유체 귀환 파이프(16)의 출구(14)에 저압이 형성되게 하여, 그 압력의 차이에 의해 청소구(20)가 분리기(12)로부터 다시 하우징(21)으로 이동하도록 구성되는, 하우징(21)으로의 청소구(20) 귀환 수단을 포함하고;
    상기 재순환 수단, 상기 청소구 공급 수단 및 상기 청소구 귀환 수단은 복수의 청소구(20)를 유입 파이프(5)로부터 배출 파이프(9)로 선택적으로 이동시키도록 배열되는 배관 청소 시스템에 있어서,
    상기 구멍은 유체는 통과시키나 청소구(20)는 통과시키지 않는 직사각형 슬롯(32)이고,
    상기 분리기(12) 전방의 배출 파이프(9)에서 유체 및 청소구(20)들을 회전시키고 상기 직사각형 슬롯(32)과 함께 작동하여 청소구(20)들 사이의 충돌 회수를 증가시킴으로써 청소구(20)가 배관(8)을 통과한 후에 청소구(20)의 표면에 축적된 찌꺼기가 제거되도록 하는 회전 수단(10)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재순환 수단은 유체 공급 파이프(23)를 따라 설치된 제1 밸브(V1), 유체 귀환 파이프(16)를 따라 설치된 제2 밸브(V2), 청소구 공급 파이프(24)를 따라 설치된 제1 단방향(one-way) 밸브(CV1), 및 청소구 귀환 파이프(17)를 따라 설치된 제2 단방향 밸브(CV2)를 추가로 포함하고,
    제1 단방향 밸브(CV1)는 청소구(20)를 하우징(21)으로부터 유입 파이프(5)로 이동시키도록 작동하고, 제2 단방향 밸브(CV2)는 청소구(20)를 분리기(12)로부터 하우징(21)으로 이동시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재순환 수단은 청소구 귀환 파이프(17)를 따라 설치된 제3 밸브(HV2)와 청소구 공급 파이프(24)를 따라 설치된 제4 밸브(HV1)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분리기(12)는 깔때기 형상인 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 직사각형 슬롯(32) 형태의 분리기(12) 구멍의 길이 방향은 상기 깔때기의 중심축에 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 직사각형 슬롯(32)의 길이 방향은 유체 유동 방향에서 보았을 때 시계 방향 또는 반-시계 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 배관(8) 전방의 유입 파이프(5)에서 유체 및 청소구(20)를 회전시키는 수단(4)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제6항에 있어서, 배관(8) 후방의 분리기(12)의 입구부에서 유체 및 청소구(20)를 회전시키는 회전 수단(10)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 분리기(12) 전방의 배출 파이프(9)에서의 회전 수단(10)의 회전 방향은 상기 직사각형 슬롯(32)의 길이 방향과 반대인 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 분리기(12) 전방의 배출 파이프(9)에서의 회전 수단(10)의 회전 방향은 상기 직사각형 슬롯(32)의 길이 방향과 반대인 것을 특징으로 하는 배관 청소 시스템.
  12. 삭제
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