KR101060674B1 - 전열판 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열판의 세척이 자동화를 이루면서 이동이 용이하고 전열판으로 분사되는 세척수가 단속적으로 분사되게 하여 슬러리 및 스케일 등과 같은 각종 이물질이 완벽하게 제거되도록 하는 것으로서, 하부에 다수개의 캐스터가 구비된 베이스와; 상기 베이스의 상부에 상호 마주하게 구비되며, 그 사이에 전열판이 끼워진 상태로 이동하는 한 쌍의 클램프벨트와; 상기 클램프벨트 측으로 상호 마주하게 상기 베이스의 상부에 구비되며, 높이방향으로 소정의 길이를 갖는 장방 형상의 브러쉬지지대와, 상기 브러쉬지지대의 상측에 배치되며 하부에 상기 브러쉬지지대의 상측을 관통한 상태로 그 외주면에 브러쉬가 구비된 회전축을 갖는 구동모터로 구성된 한 쌍의 세척부와; 상기 베이스의 상부에 구비되며, 상기 클램프벨트에 끼워진 상기 전열판을 향해 세척수를 단속적으로 분사하는 분사부;를 포함하여 구성된다.

Description

전열판 세척장치{An apparatus for cleaning a heat treasfer plate}

본 발명은 전열판의 세척장치에 관한 것으로서, 전열판의 세척이 자동화를 통해 이루어지도록 하여 화학약품에 대한 작업자의 안전을 담보함과 더불어 이동이 용이하고, 전열판으로 분사되는 세척수가 단속적으로 분사되게 하여 슬러리 및 스케일 등과 같은 각종 이물질이 완벽하게 제거되도록 하는 전열판 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 다른 유체와의 열교환에 사용되는 매체(액체 또는 기체)의 온도를 낮추거나 높이는 장치로서, 기계장치의 냉각 및 예열, 난방장치, 공기조화, 폐열회수 등 산업 전반에 걸쳐서 널리 사용되고 있는 응용분야가 넓은 기계장치이다.

특히, 판형열교환기는 타 열교환기에 비해 컴팩트(compact)하여 설치면적이 작고 열효율이 높아 점점 그 적용분야가 확대되고 있는 실정이다.

판형열교환기는 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 고정프레임(1)과, 이동프레임(2) 사이에 얇고 주름진 여러 장의 전열판(3)이 겹쳐 있으며, 전열판(3)과 전열판(3) 사이에는 가열 및 수열을 위한 두 종류의 유체가 교대로 흐르도록 전열유로(4)가 구성된다.

이때, 판형열교환기는 유체의 누수를 방지하기 위해 전열판(3)의 가장자리에 가스켓을 설치한 후, 고정볼트와 너트를 이용하여 전열판들을 상호 밀착 고정시킴으로써 유체의 누수를 방지하여 전열판(3)을 통한 열전달이 이루어지도록 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 판형열교환기는, 사용온도, 유체의 종류, 수질, 기타 사용환경에 따라 그 수명이 얼마든지 변화될 수 있기 때문에 판형열교환기를 구성하는 전열판의 주기적인 세척이 이루어져야 한다.

이는, 전열판이 상호 겹쳐지게 설치됨에 따라 장기간 사용시 전열판의 양면에 점착성의 미생물이 형성되고, 여기에 불순물이 응착되어 스케일이 형성됨에 따라 이를 방지함으로써 전열판의 노후 및 열전달효율의 저하를 방지하기 위함이다.

따라서, 주기적인 세척을 통해 슬러리(slurry) 또는 스케일을 제거할 필요성이 있다.

이를 위해 전열판(3)을 세척하고자 하는 경우, 전열판(3)을 고정하는 고정볼트와 너트의 결합을 해제하여 전열판(3)을 분리한 후 스케일이 적다고 판단되는 경우에는 현장에서 직접 브러쉬와 고압유체를 이용하여 스케일을 제거한다.

반면, 세척주기를 초과하거나 작동유체의 오염상태가 심각하여 과다한 슬러리 또는 스케일이 생성된 경우에는 세척을 대행하는 별도의 세척업체로 이송되어 세척이 이루어지게 되는데, 이때 산성용액 화합물과 같은 각종 화학약품이 첨가된 탱크에 담겨 소정시간을 거치는 화학적 세정공정을 거친 뒤 브러쉬와 고압유체를 이용한 물리적 세정을 통해 슬러리 또는 스케일을 제거한다.

그러나, 상기와 같은 세척방식은 일일이 수작업을 통해 이루어져야 하기 때문에 작업자는 항상 화학약품에 노출되어 안전이 담보되지 못하는 문제가 있다.

또한, 판형열교환기로부터 분리된 전열판을 별도의 이송수단을 통해 세척업체로 이송해야 하기 때문에 이에 따른 비용이 발생되는 문제가 있다.

특히 선박용 판형열교환기의 경우, 운항하는 도중에 스케일로 인하여 열전달효율의 저하되면 선박엔진의 냉각수의 온도를 일정하게 유지시켜주지 못하여 치명적인 문제를 야기할 수 있다. 또한, 선박 내에서는 전열판의 화학적 세정이 어렵기 때문에 근처 연안에 정박해서 세척해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 전열판의 세척이 자동화를 통해 이루어지도록 하여 화학약품에 대한 작업자의 안전을 담보함과 더불어 이동이 용이하고, 전열판으로 분사되는 세척수가 단속적으로 분사되게 하여 슬러리 및 스케일 등과 같은 각종 이물질이 완벽하게 제거되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 전열판 세척장치는, 하부에 다수개의 캐스터가 구비된 베이스와; 상기 베이스의 상부에 상호 마주하게 구비되며, 그 사이에 전열판이 끼워진 상태로 이동하는 한 쌍의 클램프벨트와; 상기 클램프벨트 측으로 상호 마주하게 상기 베이스의 상부에 구비되며, 높이방향으로 소정의 길이를 갖는 장방 형상의 브러쉬지지대와, 상기 브러쉬지지대의 상측에 배치되며 하부에 상기 브러쉬지지대의 상측을 관통한 상태로 그 외주면에 브러쉬가 구비된 회전축을 갖는 구동모터로 구성된 한 쌍의 세척부와; 상기 베이스의 상부에 구비되며, 상기 클램프벨트에 끼워진 상기 전열판을 향해 세척수를 단속적으로 분사하는 분사부;를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 베이스에는 상기 세척부와 상기 분사부가 상기 클램프벨트의 이동방향과 나란한 방향으로 이송되도록 상기 세척부와 상기 분사부를 이송시키는 이송부가 더 구비된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 이송부는 상기 베이스의 상면에 고정 결합되는 실린더와, 상기 실린더에 인입출 가능하게 피스톤이 구비되고 그 상면에 상기 세척부와 상기 분사부가 고정 결합되는 안착부재로 이루어지는 유압실린더인 것이 바람직하다.

한편, 분사부는, 일면에 분사노즐이 구비되며, 내측에는 상기 분사노즐과 연통하는 분사유로가 구비된 몸체와; 상기 분사유로에서 분기되며, 압축공기가 공급되는 압축공기유입관 및 고압수가 유입되는 고압수유입관과 각각 연결된 압축공기유로 및 고압수유로와; 상기 압축공기유로 및 상기 고압수유로 상에 배치되며, 상기 압축공기유로 및 고압수유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단; 상기 분사유로에 인접되게 배치되며, 상기 압축공기유로 및 고압수유로를 통해 배출되는 압축공기와 고압수가 혼합된 세척수를 선택적으로 단속하는 단속수단;으로 구성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스에는 상기 압축공기유입관으로 압축공기를 공급하는 콤프레셔 및 상기 고압수유입관으로 고압수를 공급하는 고압펌프가 구비된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 베이스의 일측에는 상기 콤프레셔 및 상기 고압펌프와 연결관을 통해 연결되며, 상기 콤프레셔 및 상기 고압펌프에서 공급되는 압축공기 및 고압수가 혼합된 세척수가 분사되는 세척건이 더 구비된 것이 바람직하다.

한편, 상기 압축공기유로와 상기 고압수유로가 분기되는 상기 분사유로의 분기지점에는, 상기 압축공기유로의 압축공기와 상기 고압수유로의 고압수가 혼합되는 혼합부가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 고압수유로에는, 상기 개폐수단에 의해 상기 압축공기유로 및 고압수유로가 개폐될 때 상기 압축공기유로를 유동하는 압축공기에 의해 상기 고압수유로의 고압수가 분사유로 측으로 미량으로 흡입되도록 다공질의 패드가 더 구비된 것이 바람직하다.

이때, 상기 개폐수단은, 상기 압축공기유로 및 상기 고압수유로를 가로지르도록 상기 몸체의 내측에 구비된 가이드홀과; 상기 가이드홀에 이동가능하게 배치되며, 상기 압축공기유로 및 상기 고압수유로와 각각 대응되는 압축공기연통구 및 고압수연통구가 형성된 개폐판과; 상기 개폐판의 일단이 연결된 상태로 상기 몸체에 고정되며, 상기 개폐판을 선택적으로 이동시키는 액츄에이터;로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 클램프벨트에는 이동하는 상기 클램프벨트의 유동을 방지하는 다수개의 가이드롤러가 더 구비된 것이 바람직하다.

이때, 상기 단속수단은, 일측에는 소정의 깊이를 갖는 제1수용부가 구비되고, 타측에는 상기 제1수용부와 연통하며 내주연에 나사산이 형성된 제2수용부를 구비한 상태로 상기 분사유로와 연통하도록 상기 몸체에 형성된 연통공에 나사결합되는 결합체와; 원통형으로 그 외주면에 방사상으로 다수개의 날개편이 형성되어 상기 제1수용부에 배치되는 프로펠러와; 일단은 상기 프로펠러에 축 결합되며 타탄이 상기 제1수용부를 관통하여 상기 제2수용부에 위치하는 지지축과; 상기 지지축이 결합된 상태로 상기 제2수용부에 수용되어 상기 프로펠러를 상기 분사유로 상으로 선택적으로 출몰시키는 출몰레버;로 구성된 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 프로펠러의 상기 날개편은 상대적으로 길고 짧게 교번적으로 형성된 것이 바람직하다.

한편, 상기 단속수단은, 상기 분사유로와 연통하도록 상기 몸체에 형성된 연통공에 삽입되며, 일단에는 상기 분사유로 측으로 연장된 차폐로드가 구비되어 상기 차폐로드를 상기 분사유로 상으로 출몰시키는 액츄에이터;로 구성된 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 전열판 세척장치에 의하면, 전열판의 세척이 자동화를 통해 이루어짐에 따라 화학약품에 대한 작업자의 안전이 담보되는 효과가 있다.

또한, 전열판으로 분사되는 세척수가 단속적으로 분사되도록 함으로써 전열판에 가해지는 세척수의 충격량을 다변화시켜 슬러리 및 스케일이 완벽하게 제거되어 세척효과가 향상되는 장점이 있다.

또한, 세척장치의 이동이 용이하여 선박에 장착 가능하기 때문에 열교환기의 냉각수 흐름이 원활하지 못한 긴급상황의 경우 신속한 전열판 세척 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 세척장치의 이동이 용이하여 선박에 설치 가능하기 때문에 열교환기의 냉각수 흐름이 원활하지 못하여 열전달효율이 감소한다고 판단되는 경우 신속한 전열판의 세척을 통해 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 좌측면도,
도 6은 본 발명에 따른 전열판 세척장치의 구성중 세척부, 이송부, 분사부를 나타낸 요부사시도,
도 7은 본 발명에 따른 전열판 세척장치의 구성중 분사부를 나타낸 요부종단면도,
도 8은 본 발명에 따른 전열판 세척장치의 구성중 분사부가 다른 실시예로 구성된 상태를 나타낸 요부종단면도,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 분사부의 구성중 개폐수단이 작동하는 과정을 나타낸 작용도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 분사부의 구성중 단속수단이 작동하는 과정을 나타낸 작용도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다. 본 실시예 및 도면은 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전열판 세척장치를 나타낸 좌측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 전열판 세척장치의 구성중 세척부, 이송부, 분사부를 나타낸 요부사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전열판 세척장치의 구성중 분사부를 나타낸 요부종단면도 이다.

도 2 내지 도 7에 나타낸 바와 같이 본 발명의 전열판 세척장치(600)는, 하부에 다수개의 캐스터(110)가 구비된 베이스(100)와; 상기 베이스(100)의 상부에 상호 마주하게 구비되며, 그 사이에 전열판(3)이 끼워진 상태로 이동하는 한 쌍의 클램프벨트(200)와; 상기 클램프벨트(200) 측으로 상호 마주하게 상기 베이스(100)의 상부에 구비되며, 높이방향으로 소정의 길이를 갖는 장방 형상의 브러쉬지지대(310)와, 상기 브러쉬지지대(310)의 상측에 배치되며 하부에 상기 브러쉬지지대(310)의 상측을 관통한 상태로 그 외주면에 브러쉬(321)가 구비된 회전축(320)을 갖는 구동모터(330)로 구성된 한 쌍의 세척부(300)와; 상기 베이스(100)의 상부에 구비되며, 상기 클램프벨트(200)에 끼워진 상기 전열판(3)을 향해 세척수를 단속적으로 분사하는 분사부(500);로 구성되어 있다.

베이스(100)는 하부에 이동의 용이성을 위한 다수개의 캐스터(110)가 구비된 상태로 전체적인 사각형상으로 이루고 있으며, 그 상면은 후술하게 되는 세척부(300)와 이송부(400) 및 분사부(500) 등의 여러부품들이 안정적으로 구비될 수 있도록 평탄화되어 있다.

다음으로 클램프벨트(200)는 세척의 대상이 되는 전열판(3)을 후술하는 세척부(300)로 이송시키기 위한 것으로서, 전열판(3)의 상하부가 끼워지도록 베이스(100)의 상부에 상호 마주하게 구비되어 있으며, 그 사이에 전열판(3)이 끼워진 상태로 전열판(3)이 수평이동되도록 클램프벨트(200)의 어느 일단은 스테핑모터(미도시)와 연결되어 있다.

이때, 클램프벨트(200)의 상하 거리는 전열판(3)의 높이와 대응하는 거리를 갖도록 세팅되는 것은 물론이다.

또한, 스테핑모터는 이동하는 전열판(3)이 한 쌍의 세척부(300) 사이에 위치하면 소정시간 동안 구동을 멈추게 되는데, 이는 세척부(300)에 의해 전열판(3)이 세척되는 시간이 설정되도록 하기 위함이다.

상기와 같이 스테핑모터는 멈춤과 구동을 반복적으로 수행하게 된다.

그리고, 클램프벨트(200)의 재질은 끼워지는 전열판(3)의 표면손상이 방지되도록 플렉시블한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 클램프벨트(200)에는 이동하는 클램프벨트(200)의 유동을 방지하는 다수개의 가이드롤러(210)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

정확하게, 다수개의 가이드롤러(210)는 클램프벨트(200)에 끼워져 이송되는 전열판(3)이 안정적으로 이송되도록 상하 클램프벨트(200)의 양측면을 지지하게 된다.

다음으로 세척부(300)는 클램프벨트(200) 측으로 상호 마주하게 한 쌍으로 베이스(100)의 상부에 구비되어 있으며 클램프벨트(200)에 의해 이송된 전열판(3)을 세척하는 것으로서, 브러쉬지지대(310)와 구동모터(330)로 구성되어 있다.

브러쉬지지대(310)는 베이스(100)의 상부면으로부터 높이방향으로 소정의 길이를 갖는 장방 형상을 이루고 있으며, 상호 마주하는 상태로 "ㄷ"자 형상을 유지하고 있다.

여기서, 브러쉬지지대(310)는 후술하는 브러쉬(321)가 내측으로 수용될 수 있는 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하며, 세척 대상이 되는 전열판(3)의 크기에 따라 그 길이가 다르게 형성될 수도 있다.

구동모터(330)는 브러쉬지지대(310)의 상측에 배치되어 있으며, 그 하부에는 구동모터(330)의 구동력을 통해 회전하는 회전축(320)이 구비되어 있다.

회전축(320)은 "ㄷ"자 형상의 브러쉬지지대(310) 상측을 관통한 상태로 구동모터(330)에서 브러쉬지지대(310)의 내측을 향해 연장되어 있으며, 하측 단부는 회전축(320)의 원활한 회전이 유지되도록 베어링(미도시)이 결합되어 있다.

한편, 회전축(320)의 외주면에는 원형의 브러쉬(321)가 구비되어 있다.

이 브러쉬(321)는 회전축(320)과 같이 회전하면서 클램프벨트(200)를 통해 세척부(300)로 이송되는 전열판(3)의 판면을 세척하게 된다.

이때, 브러쉬(321)는 전열판(3)의 표면에 형성된 각종 슬러리 또는 스케일을 세척하는 과정에서 전열판(3)의 판면이 손상되지 않도록 유연성을 갖는 합성수지재로 형성되는 것이 바람직하다.

분사부(500)는 베이스(100)의 상부에 구비되며 클램프벨트(200)에 끼워진 전열판(3)을 향해 압축공기와 고압수를 혼합한 세척수가 단속적으로 분사되도록 하는 것으로서, 베이스(100)에 적어도 하나 이상으로 구비되며 몸체(510)와 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)와 개폐수단(520)과 단속수단(530)으로 구성되어 있다.

분사부(500)는 세척부(300)를 사이에 두고 양측에 각각 설치되어 있는데, 이는 세척부(300)로 이송되는 전열판(3)이 세척부(300)로 진입되기 전(前) 전열판(3)의 초벌세척이 이루어지도록 하기 위함이고, 이후 세척부(300)를 통과하여 슬러리 또는 스케일 제거된 전열판(3)의 마무리 세척이 이루어지도록 하기 위함이다.

몸체(510)는 소정높이를 갖는 사각형상으로 일면에 전열판(3)을 향하는 분사노즐(511)이 구비되며, 내측에는 분사노즐(511)과 연통하는 분사유로(512)가 구비되어 있다.

분사유로(512)는 후술하는 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)를 통해 압축공기와 고압수가 혼합된 세척수가 유동하는 유로이며, 분사노즐(511)은 몸체(510) 외부로 향하는 분사유로(512)의 선단에 결합된 상태로 몸체(510)의 외부로 노출되어 분사유로(512)를 유동하는 고압의 세척수를 전열판(3)을 향해 분사한다.

압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)는 분사유로(512)에서 분기되며, 압축공기가 공급되는 압축공기유입관(518) 및 고압수가 유입되는 고압수유입관(519)과 각각 연결되어 있다.

이때, 압축공기유로(513)와 고압수유로(514)가 분기되는 분사유로(512)의 분기지점에는, 압축공기유로(513)의 압축공기와 고압수유로(514)의 고압수가 혼합되도록 하는 혼합부(515)가 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 후술하는 단속수단(530)을 지나기 전에 혼합부(515)에서 압축공기와 고압수가 혼합되어 세척수가 생성되도록 하기 위함이며, 이 세척수가 단속수단(530)에 의해 단속되도록 하기 위함이다.

한편, 베이스(100)에는 압축공기유입관(518)으로 압축공기를 공급하는 콤프레셔(130) 및 고압수유입관(519)으로 고압수를 공급하는 고압펌프(140)가 구비되어 있다.

여기서, 콤프레셔(130) 및 고압펌프(140)는 전열판 세척장치(600)의 이동에 따라 상시적으로 사용가능하도록 베이스(100)의 내측에 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 고압수유입관(519)으로 공급되는 고압수는 전열판(3)의 세척을 위한 물이 사용되는 것이 바람직하나, 전열판(3)의 오염이 심할 경우 화학약품이 혼합된 유체일 수도 있다.

그리고, 고압수유로(514)에는 개폐수단(520)에 의해 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)가 개폐될 때 압축공기유로(513)를 유동하는 압축공기에 의해 고압수유로(514)의 고압수가 분사유로(512) 측으로 미량으로 흡입되도록 하는 다공질의 패드(580)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

패드(580)는 후술하는 개폐수단(520)에 의해 고압수유로(514)가 개방되더라도 고압수가 바로 분사유로(512) 측으로 유입되지 못하도록 하면서, 압축공기유로(513)를 유동하는 압축공기의 흡입력에 의해서만 미량의 고압수가 혼합부(515)로 흡입되도록 함으로써 분사노즐(511)을 통한 세척수의 분사가 이루어지도록 한다.

즉, 패드(580)에 형성된 미세한 다공질 사이로 압축공기에 의해 미량의 고압수가 통과됨에 따라 가능한 것이고, 혼합부(515)에서 혼합된 세척수 분사유로(512)를 거쳐 분사노즐(511)을 통해 분사되는 것이다.

본 실시예에서는 다공질이 형성된 패드(580)의 재질 및 형상은 한정하지 않는다.

개폐수단(520)은 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514) 상에 배치되어 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)를 선택적으로 개폐하는 것으로서, 가이드홀(516)과 개폐판(521)과 액츄에이터(523)로 구성되어 있다.

가이드홀(516)은 몸체(510)에 형성된 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)를 가로지르도록 몸체(510)의 내측에 형성되어 있다.

개폐판(521)은 가이드홀(516)과 대응하는 형상을 갖는 판상의 형태로 가이드홀(516)에 이동가능하게 배치되며, 그 판면에는 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)와 각각 대응되는 압축공기연통구(521a) 및 고압수연통구(521b)가 형성되어 있다.

액츄에이터(523)는 개폐판(521)의 일단이 연결된 상태로 몸체(510)의 외면에 노출되게 고정되어 있으며, 가이드홀(516)에 배치된 개폐판(521)을 선택적으로 이동시켜 킨다.

상기와 같이 구성된 개폐수단(520)은, 액츄에이터(523)의 구동에 따라 가이드홀(516)을 이동하는 개폐판(521)에 의해 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)가 선택적으로 개폐됨으로써 분사유로(512)로 공급되는 압축공기와 고압수의 유동을 제어하게 된다.

즉, 개폐수단(520)을 통해 전열판(3)의 오염 정도에 따른 압축공기와 세척수를 선택하여 사용할 수 있는 것이다.

단속수단(530)은, 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)의 분기지점과 연결된 분사유로(512)에 인접되게 배치되며 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)를 통해 배출되는 압축공기와 고압수가 혼합된 세척수를 단속적으로 분사함으로써 세척수가 전열판(3)에 가하는 충격량을 증가시켜 전열판(3)의 판면을 타격할 때 슬러리 및 스케일이 떨어져 나가도록 하는 것이다.

위 단속수단(530)은 결합체(540)와 프로펠러(550)와 지지축(560) 및 출몰레버(570)로 구성되어 있다.

결합체(540)는 원형의 형상으로 일측에는 내측으로 소정의 깊이를 갖는 원형의 제1수용부(543)가 구비되고, 타측에는 제1수용부(543)와 연통하며 내주연에 나사산이 형성된 원형의 제2수용부(545)를 구비한 상태로 분사유로(512)와 연통하도록 몸체(510)에 형성된 연통공(517)에 나사결합되어 있다.

프로펠러(550)는 원통형으로 그 외주면에 방사상으로 다수개의 날개편(550a)이 형성되어 후술하는 지지축(560)에 회전가능하게 결합된 상태로 제1수용부(543)에 배치되어 있다.

이때, 프로펠러(550)의 날개편(550a)은 상대적으로 길고 짧게 교번적으로 형성될 수도 있는데, 이렇게 되면 세척수를 순차적으로 끊을 때 세척수의 끊김이 불규칙적으로 발생되기 때문에 전열판(3)의 판면에 분사되는 세척수의 충격량이 다변화되어 보다 높은 세척효과를 얻을 수 있다.

지지축(560)은 일체로 형성된 상태로 일단은 프로펠러(550)가 회전되도록 프로펠러(550)의 양단에 축 결합되어 있으며, 타탄이 제1수용부(543)를 관통하여 제2수용부(545)에 위치되어 있다.

즉, 지지축(560)의 타단은 후술하는 출몰레버(570)가 결합될 수 있도록 제1수용부(543)를 관통하여 제2수용부(545) 내부로 노출되어 있는 것이다.

출몰레버(570)는 지지축(560)의 타단이 결합된 상태로 제2수용부(545)에 나사결합되면서 프로펠러(550)를 분사유로(512) 상으로 선택적으로 출몰시킨다.

이때, 출몰레버(570)에 결합되는 지지축(560)은 출몰레버(570)의 회전에 영향을 받지 않도록 출몰레버(570)의 내측에 이탈방지된 상태로 수용되어 있는 것이 바람직하다.

이렇게 되면, 지지축(560)은 출몰레버(570)의 회전시 함께 회전하지 않으면서 출몰레버(570)의 회전에 의해 분사유로(512) 측으로 이동이 가능해짐에 따라 결국 지지축(560)의 일단에 결합된 프로펠러(550)가 분사유로(512) 상으로 출몰이 가능해 진다.

더불어, 출몰레버(570)의 노출단에는 분사유로(512) 상으로 프로펠러(550)가 츨몰되도록 출몰레버(570)를 회전시키기 위한 손잡이(571)가 구비되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 각 분사부(500)의 몸체(510)에 분사노즐(511)이 하나가 구비된 것으로 설명하였지만, 분사노즐(511)은 몸체(510)의 높이방향을 따라 적어도 하나 이상으로 구비될 수도 있으며, 이때 세척수가 단속적으로 분사되도록 하는 구성은 앞서 서술된 내용이 반복적으로 구성되는 것은 물론이다.

이는, 세척의 대상이 되는 전열판의 크기에 따른 세척수의 분사범위가 넓어지도록 하기 위함이다.

한편, 베이스(100)에는 세척부(300)와 분사부(500)가 클램프벨트(200)의 이동방향과 나란한 방향으로 이송되도록 세척부(300)와 분사부(500)를 이송시키는 이송부(400)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이송부(400)는 베이스(100)의 상면에 구비되어 세척부(300)와 분사부(500)를 지지하고 있으며, 베이스(100)의 상면에 고정 결합되는 실린더(420)와, 실린더(420)에 인입출 가능하게 피스톤(421)이 구비되고 그 상면에 세척부(300)와 상기 분사부(500)가 고정 결합되는 안착부재(430)로 이루어지는 유압실린더(410)로 구성되어 있다.

안착부재(430)는 세척부(300)의 브러쉬지지대(310)와 분사부(500)가 안착 고정되는 평면부(431)와, 그 하부에 평면부(431)로부터 연장형성되면서 실린더(420)로부터 인입출 하는 피스톤(421)이 구비된 연장부(433)로 구성되어 있다.

이때, 피스톤(421)은 클램프벨트(200)에 끼워진 상태로 세척부(300)로 이송된 전열판(3)의 길이만큼 직선 왕복운동할 수 있게 실린더(420)에서 인입출되는 것이 바람직하다.

한편, 베이스(100)의 일측에는 콤프레셔(130) 및 고압펌프(140)와 연결관(153)을 통해 연결되며, 콤프레셔(130) 및 고압펌프(140)에서 공급되는 압축공기 및 고압수가 혼합된 세척수가 분사되는 세척건(150)이 더 구비된 것이 바람직하다.

이는, 전열판(3)의 오염 정도가 전열판 세척장치(600)를 이용하지 않고도 세척이 가능한 경우에 사용하기 위함이다.

여기서, 세척건(150)은 통상적으로 사용되는 것이므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 분사부(500)의 몸체(510)에 구비되는 단속수단은 아래와 같이 구성될 수도 있다.

도 8은 본 발명에 따른 전열판 세척장치의 구성중 분사부가 다른 실시예로 구성된 상태를 나타낸 요부종단면도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이 단속수단(590)은, 분사유로(512)와 연통하도록 몸체(510)에 형성된 연통공(517")에 삽입되며, 일단에는 분사유로(512) 측으로 연장된 차폐로드(595)가 구비되어 차폐로드(595)를 분사유로(512) 상으로 출몰시키는 액츄에이터(593)로 구성되어 있다.

이때, 액츄에이터(593)은 피에조 액츄에이터인 것이 바람직한데, 이는 피에조 액츄에이터가 전기적 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 응답성이 좋기 때문에 인가되는 전압량에 따른 차폐로드(595)의 반복적인 신속한 출몰이 가능하기 때문이다.

이에 따른 차폐로드(595)의 반복적인 출몰에 의해 분사유로(512)를 유동하는 세척수가 단속적으로 분사노즐(511)을 통해 분사되어 전열판에 가해지는 충격량을 극대화함으로써 전열판(3)의 판면이 세척된다.

이하 본 발명에 따른 전열판 세척장치(600)의 작용에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 세척하고자 하는 다수개의 전열판(3)을 클램프벨트(200)에 소정간격을 유지한 상태로 끼우고 스테핑모터를 구동시킨다.

스테핑모터의 구동에 의해 클램프벨트(200)가 이동하면서 전열판(3)은 상호 마주하는 한쌍의 세척부(300)로 진입하게 된다.

이 과정에서, 클램프벨트(200)는 다수개의 가이드롤러(210)의 지지를 받으면서 전열판(3)을 안정적으로 이송하게 된다.

이때, 전열판(3)이 세척부(300)로 진입되기 전 이송부(400)의 안착부재(430)에 배치된 일측의 분사부(500)에서 분사노즐(511)을 통해 전열판(3)의 양면에 세척수를 분사한다.

이렇게 되면 전열판(3)은 초벌세척이 이루어지게 되며, 이 과정에서 입자가 큰 슬러리 및 스케일이 제거된다.

이후, 전열판(3)은 클램프벨트(200)의 이동에 의해 한 쌍의 세척부(300) 사이로 진입하게 된다.

전열판(3)이 세척부(300)로 진입하면, 구동모터(330)가 구동되면서 회전축(320)이 회전하게 되고 더불어 회전축(320)에 구비된 브러쉬(321)도 함께 회전하게 된다.

이 과정에서 브러쉬(321)가 회전하면서 세척부(300) 사이로 진입된 전열판(3)의 양측 판면에 생성된 슬러리 및 스케일을 제거하게 된다.

이때, 브러쉬(321)를 통한 전열판(3)의 세척이 완벽하게 이루어지도록 실린더(420)가 피스톤(435)을 밀면서 안착부재(430)를 클램프벨트(200) 방향으로 이송시키고 다시 복귀시킨다.

이렇게 되면 브러쉬(321)는 회전하는 상태로 안착부재(430)와 함께 이송된 후 복귀되기 때문에 전열판(3)의 판면을 오가면서 세척하게 된다.

브러쉬(321)의 세척이 완료되면 클램프벨트(200)가 다시 이동되면서 전열판(3)을 세척부(300)로부터 배출시킨다.

이때, 전열판(3)이 세척부(300)로부터 퇴출되면 이송부(400)의 안착부재(430)에 배치된 타측의 분사부(500)에서 분사노즐(511)을 통해 전열판(3)의 양면에 세척수를 분사하면서 전열판(3)의 세척을 마무리한다.

다음은 개폐수단(520)의 작동에 대해 설명하기로 한다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 분사부의 구성중 개폐수단이 작동하는 과정을 나타낸 작용도이다.

도 9a에 나타낸 바와 같이, 액츄에이터(523)가 구동하지 않은 상태로서 개폐판(521)이 가이드홀(516) 상에서 압축공기유로(513)와 고압수유로(514)를 차단하여 압축공기 및 고압수가 분사유로(512)로 유입되지 못하는 상태이다.

도 9b에 나타낸 바와 같이, 액츄에이터(523)가 일부 구동된 상태로서 개폐판(521)이 이동되어 개폐판(521)에 형성된 압축공기연통구(521a)에 의해 압축공기유로(513)가 개방된 상태이고, 고압수유로(514)는 폐쇄된 상태이다.

따라서, 압축공기유로(513)를 유동하는 압축공기 만이 분사유로(512)를 거쳐 분사노즐(511)을 통해 분사가 된다. 이 경우는, 세척이 완료된 전열판(3)에 잔존하는 세척수를 제거하기 위해 사용되거나, 상대적으로 오염이 미비할 경우 사용된다.

도 9c에 나타낸 바와 같이, 액츄에이터(523)가 완전하게 구동되면 개폐판(521)이 이동되어 개폐판(521)에 형성된 압축공기연통구(521a) 및 고압수연통구(521b)에 의해 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)가 개방됨으로써 압축공기 및 고압수가 혼합부(515)에서 혼합되어 분사노즐(511)을 통해 분사가 이루어지게 된다.

다음은 압축공기와 물이 혼합된 세척수가 분사되면서 전열판(3)에 형성된 스케일을 타격하는 단속수단(530)의 작동에 대해 설명하기로 한다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 분사부의 구성중 단속수단이 작동하는 과정을 나타낸 작용도이다.

개폐수단(520)에 의해 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)가 개방되면 압축공기와 세척수가 혼합된 세척수가 분사유로(512)를 유동하여 분사노즐(511)을 통해 분사된다.

상기의 상태에서 작업자가 전열판(3)으로 분사되는 세척수의 타격강도를 높이고자 하는 경우 결합체(540)의 제2수용부(545)에 나사결합된 출몰레버(570)의 손잡이(571)를 파지한 상태로 출몰레버(570)를 회전시켜 출몰레버(570)를 제2수용부(545)의 내측으로 진입시킨다.

이렇게 되면, 출몰레버(570)의 제2수용부(545)의 진입에 의해 지지축(560)이 도면상 우측방향으로 이동하게 되고, 도 10b와 같이 지지축(560)에 회전가능하게 지지된 프로펠러(550)가 분사유로(512) 상에 위치하게 된다.

이때, 분사유로(512) 상에는 세척수가 유동하는 상태임에 따라, 세척수는 프로펠러(550)의 날개편(550a)과 부딛치면서 순간적으로 날개편(550a)에 의해 단속을 받게 된다.

이후, 분사유로(512) 상으로 계속 유입되는 세척수는 프로펠러(550)의 날개편(550a)을 밀면서 분사노즐(511) 측으로 유동하게 되고, 이 과정에서 프로펠러(550)는 세척수에 의해 회전이 이루어지게 되면서 다수개의 날개편(550a)이 번갈아가면서 세척수를 순차적으로 끊게 된다.

이러한 세척수는 분사노즐(511)을 통해 분사될 때 정지와 분사를 반복적으로 이루면서 전열판(3)을 타격하여 슬러리 및 스케일을 제거한다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 전열판 세척장치(600)는, 전열판(3)의 세척이 자동화를 통해 이루어짐에 따라 화학약품에 대한 작업자의 안전이 담보되는 효과가 있으며, 전열판(3)으로 분사되는 세척수가 단속적으로 분사되도록 함으로써 전열판(3)에 가해지는 세척수의 충격량을 증가시켜 슬러리 및 스케일이 완벽하게 제거되어 세척효과가 향상되는 장점이 있고, 전열판 세척장치(600)의 이동이 용이하여 운항하는 선박에 장착 가능하기 때문에 열교환기의 냉각수 흐름이 원활하지 못한 긴급상황의 경우 신속한 전열판(3) 세척이 이루어질 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 다양한 개조나 변형 가능함을 이해할 것이다.

예를 들어, 몸체(510) 내부에 형성된 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)의 구조, 고압수유로(514)에 배치된 다공질 패드(580)의 재질, 전열판(3)의 이동수단, 세척부(300)의 구조 및 배치방법, 브러쉬(321)의 종류 및 회전방법, 이송부(400)의 구조, 분사부(500)의 구조, 분사노즐(511)의 개수, 유압실린더(420)의 구조, 개폐수단(520)의 구조, 단속수단(530)의 구조, 세척수의 단속방법, 혼합부(515)의 위치 등은 본 발명의 기술적범위를 정하는 기준이 될 수 없고, 오로지 특허청구범위에 의해서만 정해짐은 말할 나위가 없다.

100 : 베이스 110 : 캐스터
130 : 콤프레셔 140 : 고압펌프
150 : 세척건 153 : 연결관
200 : 클램프벨트 210 : 가이드롤러
300 : 세척부 310 : 브러쉬지지대
320 : 회전축 321 : 브러쉬
330 : 구동모터 400 : 이송부
410 : 유압실린더 420 : 실린더
421 : 피스톤 430 : 안착부재
431 : 평면부 433 : 연장부
500 : 분사부 510 : 몸체
511 : 분사노즐 512 : 분사유로
513 : 압축공기유로 514 : 고압수유로
515 : 혼합부 516 : 가이드홀
517,517" : 연통공 518 : 압축공기유입관
519 : 고압수유입관 520 : 개폐수단
521 : 개폐판 521a : 압축공기연통구
521b : 고압수연통구 523,529 : 액츄에이터
530,590 : 단속수단 540 : 결합체
543 : 제1수용부 545 : 제2수용부
550 : 프로펠러 550a : 날개편
560 : 지지축 570 : 출몰레버
571 : 손잡이 580 : 패드
595 : 차폐로드 600 : 전열판 세척장치

Claims (13)

1. 하부에 다수개의 캐스터(110)가 구비된 베이스(100)와;
   상기 베이스(100)의 상부에 상호 마주하게 구비되며, 그 사이에 전열판(3)이 끼워진 상태로 이동하는 한 쌍의 클램프벨트(200)와;
   상기 클램프벨트(200) 측으로 상호 마주하게 상기 베이스(100)의 상부에 구비되며, 높이방향으로 소정의 길이를 갖는 장방 형상의 브러쉬지지대(310)와, 상기 브러쉬지지대(310)의 상측에 배치되며 하부에 상기 브러쉬지지대(310)의 상측을 관통한 상태로 그 외주면에 브러쉬(321)가 구비된 회전축(320)을 갖는 구동모터(330)로 구성된 한 쌍의 세척부(300); 및
   상기 베이스(100)의 상부에 구비되며, 상기 클램프벨트(200)에 끼워진 상기 전열판(3)을 향해 세척수를 단속적으로 분사하는 분사부(500);를 포함하되,
   상기 분사부(500)는, 일면에 분사노즐(511)이 구비되며, 내측에는 상기 분사노즐(511)과 연통하는 분사유로(512)가 구비된 몸체(510)와; 상기 분사유로(512)에서 분기되며, 압축공기가 공급되는 압축공기유입관(518) 및 고압수가 유입되는 고압수유입관(519)과 각각 연결된 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)와; 상기 압축공기유로(513) 및 상기 고압수유로(514) 상에 배치되며, 상기 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)를 선택적으로 개폐하는 개폐수단(520); 및, 상기 분사유로(512)에 인접되게 배치되며, 상기 압축공기유로(513)와 고압수유로(514)를 통해 배출되는 압축공기와 고압수가 혼합된 세척수를 단속적으로 분사하는 단속수단(530);으로 구성된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스(100)에는 상기 세척부(300)와 상기 분사부(500)가 상기 클램프벨트(200)의 이동방향과 나란한 방향으로 이송되도록 상기 세척부(300)와 상기 분사부(500)를 이송시키는 이송부(400)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
3. 제2항에 있어서,
   상기 이송부(400)는 상기 베이스(100)의 상면에 고정 결합되는 실린더(420)와, 상기 실린더(420)에 인입출 가능하게 피스톤(421)이 구비되고 그 상면에 상기 세척부(300)와 상기 분사부(500)가 고정 결합되는 안착부재(430)로 이루어지는 유압실린더(410)인 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 베이스(100)에는 상기 압축공기유입관(518)으로 압축공기를 공급하는 콤프레셔(130) 및 상기 고압수유입관(519)으로 고압수를 공급하는 고압펌프(140)가 구비된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
6. 제5항에 있어서,
   상기 베이스(100)의 일측에는 상기 콤프레셔(130) 및 상기 고압펌프(140)와 연결관(153)을 통해 연결되며, 상기 콤프레셔(130) 및 상기 고압펌프(140)에서 공급되는 압축공기 및 고압수가 혼합된 세척수가 분사되는 세척건(150)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
7. 제6항에 있어서,
   상기 압축공기유로(513)와 상기 고압수유로(514)가 분기되는 상기 분사유로(512)의 분기지점에는, 상기 압축공기유로(513)의 압축공기와 상기 고압수유로(514)의 고압수가 혼합되는 혼합부(515)가 형성된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
8. 제7항에 있어서,
   상기 고압수유로(514)에는, 상기 개폐수단(520)에 의해 상기 압축공기유로(513) 및 고압수유로(514)가 개폐될 때 상기 압축공기유로(513)를 유동하는 압축공기에 의해 상기 고압수유로(514)의 고압수가 분사유로(512) 측으로 미량으로 흡입되도록 다공질의 패드(580)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
9. 제8항에 있어서,
   상기 개폐수단(520)은,
   상기 압축공기유로(513) 및 상기 고압수유로(514)를 가로지르도록 상기 몸체(510)의 내측에 구비된 가이드홀(516)과;
   상기 가이드홀(516)에 이동가능하게 배치되며, 상기 압축공기유로(513) 및 상기 고압수유로(514)와 각각 대응되는 압축공기연통구(521a) 및 고압수연통구(521b)가 형성된 개폐판(521); 및
   상기 개폐판(521)의 일단이 연결된 상태로 상기 몸체(510)에 고정되며, 상기 개폐판(521)을 선택적으로 이동시키는 액츄에이터(523);로 구성된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
10. 제9항에 있어서,
    상기 클램프벨트(200)에는 이동하는 상기 클램프벨트(200)의 유동을 방지하는 다수개의 가이드롤러(210)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
11. 제10항에 있어서,
    상기 단속수단(530)은,
    일측에는 소정의 깊이를 갖는 제1수용부(543)가 구비되고, 타측에는 상기 제1수용부(543)와 연통하며 내주연에 나사산이 형성된 제2수용부(545)를 구비한 상태로 상기 분사유로(512)와 연통하도록 상기 몸체(510)에 형성된 연통공(517)에 나사결합되는 결합체(540)와;
    원통형으로 그 외주면에 방사상으로 다수개의 날개편(550a)이 형성되어 상기 제1수용부(543)에 배치되는 프로펠러(550)와;
    일단은 상기 프로펠러(550)에 축 결합되며 타탄이 상기 제1수용부(543)를 관통하여 상기 제2수용부(545)에 위치하는 지지축(560); 및
    상기 지지축(560)이 결합된 상태로 상기 제2수용부(545)에 수용되어 상기 프로펠러(550)를 상기 분사유로(512) 상으로 선택적으로 출몰시키는 출몰레버(570);로 구성된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
12. 제11항에 있어서,
    상기 프로펠러(550)의 상기 날개편(550a)은 상대적으로 길고 짧게 교번적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).
13. 제10항에 있어서,
    상기 단속수단(590)은,
    상기 분사유로(512)와 연통하도록 상기 몸체(510)에 형성된 연통공(517")에 삽입되며, 일단에는 상기 분사유로(512) 측으로 연장된 차폐로드(595)가 구비되어 상기 차폐로드(595)를 상기 분사유로(512) 상으로 출몰시키는 액츄에이터(593);로 구성된 것을 특징으로 하는 전열판 세척장치(600).

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