KR101434650B1 - 샌드젯을 이용한 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 샌드젯을 이용한 세정장치에 관한 것으로, 샌드를 이송 안내하는 메인이송파이프, 에어(air)를 이송하는 서브이송파이프, 이 메인이송파이프로부터 축 방향을 갖도록 연장되며 이송되는 샌드가 안내되어 분사되도록 하는 메인토출유닛, 및 이 서브이송파이프로부터 연장되고 연장된 길이 전체에서 내부에 축 방향과 동일한 축 방향을 갖는 공간이 형성되며 샌드가 분사되는 메인토출유닛의 끝단부가 공간 내에 배치되고 이송되는 에어가 공간을 통해 안내되어 메인토출유닛의 분사 방향과 동일한 방향으로 분사되도록 하는 서브토출유닛을 포함하는 분사노즐부를 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 고온 고압의 열악한 환경에서 장기간 사용된 발전 설비용 볼트를 세정 후 재사용하는 경우 열화에 의한 부식과 고착된 슬래그, 이물질 등을 제거하기 위해 고압의 샌드 젯(sand jet)을 이용하여 모재를 훼손하지 않고 이물질을 효과적으로 제거하며, 기계화된 작업으로 기존 수작업 시 받는 작업자의 피로도를 현저히 저감시키고, 화학 약품 사용으로 인한 화재 위험 해소와 작업 환경을 개선하고 발전 설비의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

샌드젯을 이용한 세정장치{CLEANING DEVICE USING SAND-JET}
본 발명은 샌드젯을 이용한 세정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온 고압의 열악한 환경에서 장기간 사용된 발전 설비용 볼트를 세정 후 재사용하는 경우 열화에 의한 부식과 고착된 슬래그, 이물질 등을 제거하기 위해 고압의 샌드 젯(sand jet)을 이용하여 모재를 훼손하지 않고 이물질을 효과적으로 제거하며, 기계화된 작업으로 기존 수작업 시 받는 작업자의 피로도를 현저히 저감시키고, 화학 약품 사용으로 인한 화재 위험 해소와 작업 환경을 개선하고 발전 설비의 안정성을 향상시킬 수 있는 샌드젯을 이용한 세정장치에 관한 것이다.
발전소의 효율을 높이기 위하여 발전설비의 규모를 키우는 추세이며, 주요 부품인 볼트류도 크기가 커지고, 수량도 증가하고 있다.
발전설비에 사용되는 볼트는 고온의 환경(350℃이상)에서 장기적으로 사용되기 때문에 녹이나 이물질의 고착이 심하다. 이러한 볼트들은 발전소의 정기 정비시 세정하여 재사용되고 있다.
발전기에 조립되는 대형 볼트는 부식과 이물질의 고착이 심하게 발생하게 되므로 재사용을 위해서는 반드시 철저한 세정과 결함 확인 및 검사가 필요하다.
고열과 매우 강한 토크를 견뎌야 하는 발전기용 볼트는 체결시 정확하고 일정한 힘으로 체결되어야 하고, 볼트에 결함과 나사면의 손상이 없어야 한다.
사용한 볼트의 세정작업이 제대로 이루어지지 않는다면, 볼트의 결함을 발견할 수도 없고, 나사면의 손상이나 이물질 고착으로 인해 동일한 힘으로 체결한다 하더라도 실제 볼트의 체결력은 현저히 저하된다.
이러한 볼트의 체결력 저하는 고온 고압의 운전 환경상 매우 치명적 고장을 일으키며 안전 운전을 저해한다.
현재 작업 현장에서는 수작업, 수공구, 간이장치 등을 활용해 세정, 청소작업을 수행하고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-0274143호에 개시되어 있다.
기존의 샌드 블래스트(sand blast)는 샌드 저장통에 직접 가압하므로 가압 능력에 한계가 있어 고압 고속으로 분사하는데도 한계가 있고, 이를 극복하기 위하여 샌드 입자를 크게 하여 충격 에너지를 높인다. 이로 인해, 발전설비용 볼트는 샌드 입자의 강한 충격으로 인해 나사부가 손상되며, 세정도가 균일하지 않게 된다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 고온 고압의 열악한 환경에서 장기간 사용된 발전 설비용 볼트를 세정 후 재사용하는 경우 열화에 의한 부식과 고착된 슬래그, 이물질 등을 제거하기 위해 고압의 샌드 젯(sand jet)을 이용하여 모재를 훼손하지 않고 이물질을 효과적으로 제거하고자 하는 샌드젯을 이용한 세정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 기계화된 작업으로 기존 수작업 시 받는 작업자의 피로도를 현저히 저감시키고자 하는 샌드젯을 이용한 세정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 화학 약품 사용으로 인한 화재 위험 해소와 작업 환경을 개선하고 발전 설비의 안정성을 향상시키고자 하는 샌드젯을 이용한 세정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치는: 본체; 상기 본체 내부에 놓인 발전설비용 볼트에 샌드(sand)를 분사하여 세정하는 분사노즐부; 및 상기 발전설비용 볼트를 지지하며 원주 방향으로 회전시키기 위해 상기 본체 내부에 구비되는 회전장치부를 포함하는 샌드젯을 이용한 세정장치에 있어서, 상기 분사노즐부는, 샌드를 이송 안내하는 메인이송파이프; 에어(air)를 이송하는 서브이송파이프; 상기 메인이송파이프로부터 축 방향을 갖도록 연장되며, 이송되는 샌드가 안내되어 분사되도록 하는 메인토출유닛; 및 상기 서브이송파이프로부터 연장되고, 연장된 길이 전체에서 내부에 축 방향과 동일한 축 방향을 갖는 공간이 형성되며, 샌드가 분사되는 상기 메인토출유닛의 끝단부가 상기 공간 내에 배치되고, 이송되는 에어가 상기 공간을 통해 안내되어 상기 메인토출유닛의 분사 방향과 동일한 방향으로 분사되도록 하는 서브토출유닛을 포함한다.
상기 분사노즐부는, 상기 메인이송파이프와 상기 서브이송파이프에 연결되어 에어를 분사 안내하여 압력차로 인해 샌드의 분사를 유도하는 샌드젯노즐; 및 상기 서브이송파이프로 에어를 고압으로 공급하는 서브고압공급부를 더 포함한다.
상기 샌드젯노즐은, 상기 메인이송파이프의 축 방향을 따라 상기 발전설비용 볼트 방향으로 연장되어 이송되는 샌드를 분사 안내하는 메인토출유닛, 및 상기 서브이송파이프의 축 방향을 따라 상기 발전설비용 볼트 방향으로 연장되고 상기 메인토출유닛을 내부에 삽입하여 이송되는 에어의 고압 분사를 안내함으로써 압력차로 샌드의 분사를 유도하는 서브토출유닛을 포함한다.
상기 서브이송파이프는 상기 발전설비용 볼트에 묻은 샌드를 제거하기 위해 에어를 단독으로 분사하도록 개폐 제어되는 세척노즐을 구비함이 바람직하다.
상기 분사노즐부는 이송부에 의해 상기 발전설비용 볼트의 축 방향을 따라 왕복 이동됨이 바람직하다.
상기 이송부는, 상기 메인이송파이프와 상기 서브이송파이프의 동일한 일측을 고정 연결하는 캐리어, 및 상기 캐리어를 상기 본체에 대해 왕복 이송 안내하는 가이드레일을 포함한다.
상기 회전장치부는, 상기 발전설비용 볼트의 축 방향을 따라 회전 가능하도록 복수 개 배열되고 상기 발전설비용 볼트와 외접되는 종동롤러, 및 상기 종동롤러 각각에 일대일 대응되게 구비되고 상기 발전설비용 볼트와 외접되며 강제로 회전되면서 상기 발전설비용 볼트를 원주 방향 회전시키는 주동롤러를 포함한다.
상기 본체는 상측을 개방하고, 상기 발전설비용 볼트를 세정 작업을 위해 설정된 위치로 올려놓는 리프트암을 구비함이 바람직하다.
본 발명에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치는 고온 고압의 열악한 환경에서 장기간 사용된 발전 설비용 볼트를 세정 후 재사용하는 경우 열화에 의한 부식과 고착된 슬래그, 이물질 등을 제거하기 위해 고압의 샌드 젯(sand jet)을 이용하여 모재를 훼손하지 않고 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
그리고, 본 발명은 기계화된 작업으로 기존 수작업 시 받는 작업자의 피로도를 현저히 저감시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 화학 약품 사용으로 인한 화재 위험 해소와 작업 환경을 개선하고 발전 설비의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치의 노즐 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치의 노즐 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드젯을 이용한 세정장치는 발전설비용 볼트(2)에 샌드(sand,4)를 고압 분사하여 발전설비용 볼트(2)의 표면에 묻은 부식물과 이물질을 세정하는 설비로서, 본체(100), 분사노즐부(200), 및 회전장치부(300)를 포함하여 이루어진다.
본체(100)는 샌드젯을 이용한 세정장치의 외형을 형성하는 것으로서 다양한 형상으로 이루어진다. 그리고, 본체(100)는 분사노즐부(200)와 회전장치부(300)를 지지한다.
분사노즐부(200)는 본체(100) 내부에 구비된 발전설비용 볼트(2)에 샌드(4)를 분사하는 역할을 한다.
특히, 샌드(4)는 천연의 모래와 금속. 플라스틱의 분말 등 미세 입자 등을 포함하며, 샌드(4)의 재질은 발전설비용 볼트(2)의 재질과 강도, 부식 상태에 따라 변경 사용 가능하다. 물론, 발전설비용 볼트(2)는 다양한 피세정물로 교체 가능하다.
발전설비용 볼트(2)는 에어(6)의 고압 분사 압력에 의해 고압 분사되는 샌드(4)의 타격으로 표면에 고착된 부식물과 이물질이 세정된다.
에어(6)는 공기뿐만 아니라 작동유 등 다양하게 적용 가능하다.
아울러, 회전장치부(300)는 발전설비용 볼트(2)를 지지하며 원주 방향으로 회전시키기 위해 본체(100) 내부에 구비된다. 즉, 회전장치부(300)는 발전설비용 볼트(2)를 원주 방향으로 회전시킴으로써 전체적으로 고르게 세정하는 역할을 한다.
특히, 분사노즐부(200)는 메인이송파이프(210), 서브이송파이프(220), 샌드젯노즐(230), 및 서브고압공급부(240)를 포함하여 이루어진다.
메인이송파이프(210)는 발전설비용 볼트(2)의 상측에 구비되어 발전설비용 볼트(2)에 샌드(sand,4)를 이송 안내하는 역할을 한다. 그래서, 도시하지는 않았지만, 메인이송파이프(210)는 샌드저장통에 연결되어 펌핑되는 샌드를 공급받게 된다.
아울러, 서브이송파이프(220)는 메인이송파이프(210)에 이웃하여 에어(air)를 이송하는 역할을 한다.
특히, 에어(6)는 순수 공기를 기본적으로 사용하지만, 부식물의 고착이 심한 경우 세정력을 높이기 위하여 절삭 오일의 미스트, 물 등의 액체로 변경하여 사용할 수도 있다.
또한, 샌드젯노즐(230)은 메인이송파이프(210)와 서브이송파이프(220)에 연결되어 에어를 분사 안내하여 압력차로 인해 샌드의 분사를 유도하는 역할을 한다.
즉, 샌드젯노즐(230)은 본체(100) 내부에서 메인이송파이프(210)와 서브이송파이프(220)에 동시에 연결되어 발전설비용 볼트(2)에 고압으로 에어(6)의 분사를 안내함으로써 압력차이로 인해 샌드(4)가 발전설비용 볼트(2)에 고압 분사되도록 하는 역할을 한다.
즉, 샌드젯노즐(230)은 고압으로 분사되는 에어(6)에 의한 압력차이로 샌드(4)가 발전설비용 볼트(2)에 고압 분사되어 발전설비용 볼트(2)에 묻은 먼지나 이물질을 제거하는 역할을 한다. 물론, 고압으로 분사되는 에어(6)도 발전설비용 볼트(2)에 묻은 먼지나 이물질을 제거한다.
이때, 샌드젯노즐(230)에서 샌드(4)와 에어(6)가 발전설비용 볼트(2)에 동시에 분사될 수도 있고, 시간 차이를 두고 발전설비용 볼트(2)에 분사될 수도 있다.
서브고압공급부(240)는 서브이송파이프(222)로 에어(6)를 고압으로 공급하는 역할을 한다. 이때, 서브고압공급부(240)는 본체(100) 외측이나 내측에 구비되어 에어(6)의 분사압력을 조절하는 기능을 갖게 된다.
한편, 샌드젯노즐(230)이 샌드(4)와 에어(6)를 함께 분사하기 위한 구조는 다양하다.
예로서, 샌드젯노즐(230)은 메인토출유닛(232), 및 서브토출유닛(234)을 포함하여 이루어진다.
메인토출유닛(232)은 메인이송파이프(210)의 축 방향을 따라 발전설비용 볼트(2) 방향으로 연장되어 이송되는 샌드(4)를 분사 안내한다.
그리고, 서브토출유닛(234)은 서브이송파이프(220)의 축 방향을 따라 발전설비용 볼트(2) 방향으로 연장되고, 메인토출유닛(232)을 내부에 삽입하여 이송되는 에어(6)의 고압 분사를 안내함으로써 압력차로 샌드(4)의 분사를 유도한다.
이때, 서브토출유닛(234)은 다양한 방식에 의해 메인토출유닛(232)의 내부 또는 외부에 삽입 고정된다. 아울러, 메인토출유닛(232)과 서브토출유닛(234)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
또한, 도시하지는 않았지만, 서브토출유닛(234)은 밸브를 구비하여 에어(6)와 샌드(4)의 토출을 단속함이 바람직하다.
한편, 서브이송파이프(220)는 발전설비용 볼트(2)에 묻은 샌드(4)를 제거하기 위해 에어(6)를 단독으로 분사하도록 개폐 제어되는 세척노즐(250)을 구비한다.
그래서, 샌드젯노즐(230)을 통해 에어(6)와 샌드(4)가 분사되며 발전설비용 볼트(2)를 세정 후, 세척노즐(250)이 에어(6)를 분출하여 발전설비용 볼트(2)에 묻은 샌드(4) 등을 제거한다.
이때, 세척노즐(252)은 자동 개폐 단속되도록 개폐밸브(252)를 구비한다.
물론, 서브토출유닛(234)을 통해 에어(6)가 단독으로 분출되어 발전설비용 볼트(2)에 묻은 샌드(4) 등이 제거될 수도 있다.
그리고, 세척노즐(252)은 에어나 작동유 등을 이송 안내하는 다른 파이프에 연결될 수도 있다.
특히, 서브토출유닛(234)이 메인토출유닛(232)의 내부에 삽입 고정 고정될 수도 있다.
한편, 분사노즐부(200)는 이송부(260)에 의해 발전설비용 볼트(2)의 축 방향을 따라 왕복 이동된다. 이는, 발전설비용 볼트(2)의 축 방향을 따라 전체에 걸쳐 고르게 세정 작업을 할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 이송부(230)에 의해, 샌드(4)와 에어(6)가 발전설비용 볼트(2)에 축 방향을 따라 이동되며 분사됨으로써 고르게 분사 가능하게 된다.
한편, 이송부(260)는 캐리어(262), 및 가이드레일(264)을 포함하여 이루어진다.
캐리어(262)는 메인이송파이프(210)와 서브이송파이프(220)의 동일한 일측을 고정 연결하고, 본체(100)의 개방측을 따라 왕복 이동 가능하게 된다. 이때, 메인이송파이프(210)와 서브이송파이프(220)의 동일한 일측은 다양한 방식에 의해 캐리어(262)에 고정 설치된다.
아울러, 가이드레일(264)은 캐리어(262)를 본체(100)에 대해 왕복 이송 안내하도록 본체(100)의 개방측에 구비된다. 그래서, 캐리어(262)는 가이드레일(264)을 따라 설정된 속도로 왕복 이동 가능하게 된다.
한편, 회전장치부(300)는, 종동롤러(310), 및 주동롤러(320)를 포함하여 이루어진다.
종동롤러(310)와 주동롤러(320)는 발전설비용 볼트(2)의 축 방향을 따라 일대일 대응되게 배치되고, 외접되게 배열되어 발전설비용 볼트(2)를 지지한다.
특히, 종동롤러(310)는 발전설비용 볼트(2)의 축 방향을 따라 회전 가능하도록 복수 개 배열되고, 발전설비용 볼트(2)와 외접된다.
그리고, 주동롤러(320)는 종동롤러(310) 각각에 일대일 대응되게 구비되고, 발전설비용 볼트(2)와 외접되며, 강제로 회전되면서 발전설비용 볼트(2)를 원주 방향 회전시키는 역할을 한다.
주동롤러(320)는 샤프트(322)에 의해 서로 연결되고, 샤프트(322)가 구동모터(324)의 구동력을 전달받아 회전됨으로써, 모든 주동롤러(320)는 동일한 회전속도로 회전된다.
이때, 종동롤러(310)는 주동롤러(320)의 회전으로 회전되는 발전설비용 볼트(2)와 외접되어 마찰에 의해 자연 회전된다.
한편, 발전설비용 볼트(2)는 비교적 무거워서 작업자가 일일이 주동롤러(320)와 종동롤러(310)의 외접 부위에 올려놓기 어렵고 힘들다.
그래서, 본체(100)는 상측을 개방하고, 발전설비용 볼트(2)를 세정 작업을 위해 설정된 위치로 올려놓는 리프트암(400)을 구비함이 바람직하다. 리프트암(400)은 발전설비용 볼트(2)를 들어올려 이동시키는 로봇암으로 적용함이 바람직하다. 물론, 리프트암(400)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
특히, 도시하지는 않았지만, 본체(100)는 개방된 상측을 개폐하기 위해 덮개를 구비함이 바람직하다. 이는, 발전설비용 볼트(2)에 분사되는 샌드(4)가 작업장에 뿌려져 오염시키는 것을 방지하기 위함이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 본체 200: 분사노즐부
210: 메인이송파이프 220: 서브이송파이프
230: 샌드젯노즐 232: 메인토출유닛
234: 서브토출유닛 240: 서브고압공급부
250: 세척노즐 260: 이송부
262: 캐리어 264: 가이드레일
300: 회전장치부 310: 종동롤러
320: 주동롤러 322: 샤프트
400: 리프트암

Claims (8)

  1. 본체;
    상기 본체 내부에 놓인 발전설비용 볼트에 샌드(sand)를 분사하여 세정하는 분사노즐부; 및
    상기 발전설비용 볼트를 지지하며 원주 방향으로 회전시키기 위해 상기 본체 내부에 구비되는 회전장치부를 포함하는 샌드젯을 이용한 세정장치에 있어서,
    상기 분사노즐부는, 샌드를 이송 안내하는 메인이송파이프;
    에어(air)를 이송하는 서브이송파이프;
    상기 메인이송파이프로부터 축 방향을 갖도록 연장되며, 이송되는 샌드가 안내되어 분사되도록 하는 메인토출유닛; 및
    상기 서브이송파이프로부터 연장되고, 연장된 길이 전체에서 내부에 상기 축 방향과 동일한 축 방향을 갖는 공간이 형성되며, 샌드가 분사되는 상기 메인토출유닛의 끝단부가 상기 공간 내에 배치되고, 이송되는 에어가 상기 공간을 통해 안내되어 상기 메인토출유닛의 분사 방향과 동일한 방향으로 분사되도록 하는 서브토출유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분사노즐부는, 상기 분사노즐부는, 상기 서브이송파이프로 에어를 고압으로 공급하는 서브고압공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서브이송파이프는 상기 발전설비용 볼트에 묻은 샌드를 제거하기 위해 에어를 단독으로 분사하도록 개폐 제어되는 세척노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분사노즐부는 이송부에 의해 상기 발전설비용 볼트의 축 방향을 따라 왕복 이동되는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 이송부는,
    상기 메인이송파이프와 상기 서브이송파이프의 동일한 일측을 고정 연결하는 캐리어; 및
    상기 캐리어를 상기 본체에 대해 왕복 이송 안내하는 가이드레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 회전장치부는,
    상기 발전설비용 볼트의 축 방향을 따라 회전 가능하도록 복수 개 배열되고, 상기 발전설비용 볼트와 외접되는 종동롤러; 및
    상기 종동롤러 각각에 일대일 대응되게 구비되고, 상기 발전설비용 볼트와 외접되며, 강제로 회전되면서 상기 발전설비용 볼트를 원주 방향 회전시키는 주동롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 상측을 개방하고, 상기 발전설비용 볼트를 세정 작업을 위해 설정된 위치로 올려놓는 리프트암을 구비하는 것을 특징으로 하는 샌드젯을 이용한 세정장치.
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