KR101892488B1 - 교번적 스위핑에 의해 세정체들을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체의 유동에 의해 운반되는 물체들을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은:
- 유체의 유동을 위한 축방향 내측 통로를 한정하는 내측 면을 포함하는 파이프 부분(18);
- 상류 면(25a)을 포함하는 필터링 표면(25)으로서, 상기 필터링 표면과 파이프 부분의 내측 면 사이에 다수의 회수 개구(26a, 26b)가 노출된 채로 상기 유동에 의해 운반된 물체들을, 상류 면에 의해 인터셉트하도록, 상기 통로를 가로질러 연장되는, 필터링 표면;
- 상기 상류 면(25a)에 걸쳐서 배치되는 세정 장치(30)로서, 상기 세정 장치(30) 및 필터링 표면(25)은 서로에 대해 상대적으로 교대로 전후방 운동을 하여 상류 면의 각각의 구역이 각 교번하는 상대적인 전후방 운동 동안에 상기 세정 장치에 의해 기계적으로 스위핑되어 상기 상류 면에 의해 인터셉트된 물체들을 상기 물체들을 위한 회수 개구들을 향해 이동시키는, 세정 장치(30);를 포함한다.
- 유체의 유동을 위한 축방향 내측 통로를 한정하는 내측 면을 포함하는 파이프 부분(18);
- 상류 면(25a)을 포함하는 필터링 표면(25)으로서, 상기 필터링 표면과 파이프 부분의 내측 면 사이에 다수의 회수 개구(26a, 26b)가 노출된 채로 상기 유동에 의해 운반된 물체들을, 상류 면에 의해 인터셉트하도록, 상기 통로를 가로질러 연장되는, 필터링 표면;
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Description
본 발명은 일반적으로 유체의 흐름에 의해 전달되는 물체의 인터셉트 및 회수에 관한 것이다.
더 구체적으로, 본 발명은 응축기를 형성하는 관형 열 교환기와 같은 열 교환기를 세정하는 것에 관한 것이다.
열 교환기는 일반적으로, 특히 미국 특허 1,795,348로부터 원칙적으로 오랜 기간 동안 공지된 장치에 따라 관련 유동들 중 하나에 의해 운반되는 실제로 볼 형상이고 예를 들어 발포 고무로 제조된 고체 세정 요소 또는 세정체에 의해 연속적으로 세정된다.
이들 세정체는 일반적으로 열 교환기의 출구 파이프 상에 배치될 필요가 있는 인터셉트 시스템에 의해 인터셉트되고, 이들 세정체는 상기 출구 파이프에서 회수되고 상기 회수된 세정체는 열 교환기의 유입 파이프로 재주입된다.
전체 인터셉트 시스템은 요구되는 유지를 위해 적절한 필터링 수단을 슬리브 내에 포함한다.
현재, 그리고 다양한 실제적인 실시예에 따라, 이러한 필터링 수단은 일반적으로 서비스 위치에서 슬리브를 횡 방향으로 폐쇄하는 2 개의 편평한 그리드로 형성되며, 이러한 그리드들은 함께 2면체를 형성하고, 그의 축에 수직한 이러한 2면체의 에지는 하류 방향으로 배향된다. 실제로, 이들 2 개의 그리드 각각은 이러한 에지에 평행한 그들의 축들의 중앙 영역에서 피봇 운동하여 다음과 같은 2 개의 다른 위치들 중 하나의 위치 또는 다른 위치를 점유할 수 있도록 개별적으로 장착된다:
- 서비스 위치의 반대 위치인 세정 위치로서, 이 위치에서 그리드들은 세정 역류를 받을 수 있음,
- 서비스 위치와 세정 위치 사이의 또 다른 위치이며, 이 위치에서 그리드들은 유동 내에 배치되며 실제로 서비스 위치에 있지 않음.
이들 그리드의 에지를 따라서 제공된 세정체들을 회수하기 위한 수단의 방향으로 그리드들 상에서 세정체들을 적절하게 롤링하기 위해, 상기 그리드들은 서비스 위치에 있을 때 슬리브의 축에 대해 상대적으로 작은 각도로 반드시 기울어 져야 한다.
그 결과, 그리드들을 수용하기 위해, 상기 슬리브는 반드시 상대적으로 길어야 한다.
또한, 그리드들이 세정 작업을 위해 피봇 운동하면, 그리드 아래에 갇혀 있는 다수의 세정체들이 자연적인 환경으로 돌아가서, 종종 폐기물에 적용되는 규정을 위반하게된다.
이런 식의 그리드를 갖춘 인터셉트 시스템을 설치하는 것은 어려운데, 특히 이러한 인터셉트 시스템을 열 교환기의 배출구와 열 교환기가 안착된 석조 구조물 간에 짧은 길이의 채널만이 가용한 기존의 일부 설비들에 설치하는 것은 어렵다.
이러한 단점을 완화하기 위해, 피봇 운동하는 그리드를 갖는 슬리브 대신에, 슬리브의 축에 수직인 원형 필터 요소를 갖는 필터 및 이러한 필터에 의해 정지된 세정체들을 흡입하기 위한 흡입 시스템을 사용하는 것이 제안되었다. 상기 흡입 시스템은 정지된 세정체들을 펌프에 의해 흡입함으로써 정지된 세정체들을 회수하며, 이후에, 세정체들을 열 교환기의 유입구의 상류에 있는 지점으로 복귀시킨다. 이러한 시스템은 프랑스 특허 번호 94 02109의 대상이다. 이러한 장치는 효과적이고 세정체가 통과되지 못하게 하지만, 이러한 장치는 부피가 크고 값 비싸며 에너지를 많이 소모하는 상대적으로 큰 유량(주 흐름의 적어도 4%)의 펌프를 필요로 한다. 또한, 이러한 큰 유량은 상대적으로 큰 직경의 파이프를 필요로 하며, 이러한 파이프들은 값이 비싸고 부피가 크다.
본 발명은 제 1 양태에 따라 유체의 흐름에 의해 운반되는 물체를 인터셉트 및 회수하는 시스템을 제안함으로써, 전술한 단점 중 적어도 하나를 완화하기 위한 것이며, 상기 시스템은,
- 유체의 유동을 위한 축 방향 내측 통로를 구획하는 내측 면을 포함하는 파이프 부분;
- 제 1 상류 면 및 상기 제 1 상류 면에 반대편에 있는 제 2 하류면을 포함하는 필터링 표면을 포함하는 적어도 하나의 필터링 요소로서, 상기 필터링 표면은 상기 필터링 표면과 상기 파이프 부분의 내측 면 간에서 다수의 회수 개구가 노출된 채로 상기 유동에 의해 운반된 물체들을, 상기 필터링 표면의 상기 제 1 상류 면에 의해 인터셉트하도록, 상기 내측 통로 내를 가로지르게(transversely) 연장되는, 상기 필터링 요소;
- 상기 필터링 표면의 상기 제 1 상류 면에 걸쳐서 배치되고 상기 제 1 상류 면을 기계적으로 스위핑할 수 있는 세정 장치로서, 상기 세정 장치 및 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 서로에 대해 상대적으로 교대로 전후방 운동을 하며 이로써 상기 필터링 표면의 상기 제 1 상류 면의 각각의 구역이 각 교번하는 상대적인 전후방 운동 동안에 상기 세정 장치에 의해 기계적으로 스위핑되며 이로써 상기 제 1 상류 면에 의해 인터셉트된 물체들을 상기 필터링 표면으로부터 상기 물체들을 위한 회수 개구들을 향해서 이동시키는, 상기 세정 장치를 포함한다.
상기 필터링 표면과 세정 장치 간의 상대적인 이동에 의한 필터링 표면의 기계적 스위핑으로 인해서, 상기 물체들과 세정 장치 사이의 접촉의 기계적 작용에 의해(또는 필터링 표면을 문지르도록 의도된 세정 장치의 적어도 하나의 기계적 스위핑 부재와의 접촉에 의해, 상기 필터링 표면에 의해 정지된 물체들을 분리하고, 물체들을 밀거나 기계적 접촉에 의해서, 물체들을 회수 개구들(예를 들어, 측면에 형성된 개구들)을 향해서 이동시킬 수 있다. 이러한 스위핑은 세정 장치가 필터링 표면 상에서 제 1 이동 방향으로 이동하면서 수행되어, 세정 장치와 상기 필터링 표면의 상류 면 간의 기계적 문지름에 의해 먼저 상기 필터링 표면을 스위핑하고(외측 방향으로), 이어서 제 1 운동 방향으로 이동하면서 수행되어서, 동일한 표면을 반대 방향으로 (복귀 방향으로) 스위핑한다. 그러므로, 이러한 스위핑 동작은 2 개의 요소(필터링 표면 또는 세정 장치) 중 하나가 다른 것에 대해서 상대적으로 교대로 전후 방향으로 이동하는 운동이며(이러한 운동은 1 회 수행되거나 또는 여러 번 연속적으로 수행될 수 있음), 이러한 운동 시에, 기계적 마찰 접촉이 이러한 2 개의 요소들(필터링 표면 또는 세정 장치) 사이에 유지된다. 따라서, 이러한 인터셉트 및 회수 시스템은 특히 간단하고 효과적이며, 필터링 표면에 의해 인터셉트된 물체들이 필연적으로 매우 강력한 흡입력(본 발명에서는 흡입력이 필요 없음)에 의해서만 회수되는 전술한 종래 기술과 같은 시스템을 사용하지 않도록 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템은 전술한 선행 기술에서와 같이, 부피가 크며 값 비싸고 에너지 소모적인 높은 유량의 흡입 펌프(주 흐름의 적어도 4%)를 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 더 이상 값이 비싸고 부피가 큰 반경의 파이프를 제공할 필요가 없다.
또한, 본 시스템에 의해 실현되는 필터링 표면의 기계적 스위핑(sweeping)은 또한 상기 필터링 표면을 세정한다.
개별적으로 또는 서로 조합하여 고려되는 다른 가능한 특징들에 따르면,
- 상기 필터링 표면은 상기 내측 통로 내를 가로지르게 (그리고, 가능하게는 사용된 형상에 따라서 축 방향으로) 연장하는 대체적인 형상을 가지며, 이로써 상기 필터링 표면의 상기 제 1 상류 면의 일 영역에서 인터셉트되고 상기 세정 장치에 의해 스위핑된 물체들이 상기 제 1 상류 면을 따라서, 상기 필터링 표면으로부터 하나 이상의 회수 개구로 이동하게 되며(회수 개구의 방향으로 필터링 표면의 대향하는 주변 단부들 또는 에지들 중 하나 또는 다른 하나 쪽으로 물체들이 이동하는 경우에서임);
- 상기 회수 개구들은 상기 필터링 표면의 2 개의 반대편 주변 에지들에 인접하도록 배열되며; 이들 두 반대편 에지들은 필터링 표면의 가로지르는 축 또는 횡축을 따라 배치되고, 필터링 표면은 다른 두 개의 수직한 횡축을 따라서, 유체 흐름에 의해 운반된 물체들의 통과를 허용하지 않는 파이프 부분의 내측 면으로부터 일정 거리에 배치된 2 개의 다른 반대편의 주변 에지들를 가지며;
- 상기 시스템은 상기 필터링 표면의 상기 2 개의 반대편 주변 에지들의 각각에서, 상기 물체들을 위한 적어도 하나의 회수 호퍼(collection hopper)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 회수 호퍼는 적어도 하나의 회수 개구의 하류에 배치되며 상기 적어도 하나의 회수 개구와 연통하며; 따라서, 하나 이상의 호퍼가 필터링 표면의 어느 일 측면 상에, 파이프 부분의 내측 면과 내측 면 사이에 배치될 수 있으며;
- 상기 물체들을 위한 각각의 회수 호퍼는 와류 챔버를 형성하고, 상기 와류 챔버는 유입구에서 적어도 하나의 장애물을 포함하고, 상기 장애물은 유체의 유동이 상기 적어도 하나의 장애물을 만날 때에 상기 와류 챔버 내에서 유체 와류를 발생시킬 수 있으며; 상기 챔버 또는 챔버들 내에서의 와류 생성의 효과는 상기 물체들을 상기 챔버 내에서 운동 상태로 유지하여 상기 물체들의 정체 또는 고정됨을 방지하는 것이며;
- 상기 필터링 표면은 다음과 같은 기하학적 형상들 중에서 선택되는 대체적인 형상을 가지며, 상기 기하학적 형상들은, 상기 제 1 상류 면에 대응하는 오목형 내측 면을 갖는 반원통형(semi-cylindrical) 표면; 상기 제 1 상류 면에 대응하는 볼록형 외측 면을 갖는 반원통형 표면; 및 상기 파이프 부분의 축에 실질적으로 수직인 패널에 의해 형성된 평면 표면을 포함하며; 이러한 형상의 예는 효율적인 방식으로 물체를 인터셉트하여 회수하는 데 특히 적합하며, 교대로 앞뒤로 움직이는 동안 세정 장치에 의해 기계적으로 스위핑하는하는 데 특히 적합하며;
- 상기 필터링 표면이 상기 제 1 상류 면에 대응하는 오목형 내측 면을 갖는 반원통형 표면일 때에, 상기 물체들의 적어도 하나의 회수 개구는 상기 파이프 부분의 내측 면과 상기 필터링 표면의 주변 에지 사이 간에서, 상기 필터링 표면의 어느 일 측면 상에 배치되고, 상기 물체들의 적어도 하나의 회수 호퍼는 상기 적어도 하나의 회수 개구로부터 하류에 배치되며;
- 상기 파이프 부분은 또한 기계적 세정 장치를 포함하며; 이러한 방식으로 필터링 요소 및 세정 장치를 파이프 부분 내에 수용하는 시스템은 특히 콤팩트하며, 따라서 축 방향으로 전체 크기가 비교적 작으며; 필터링 표면이 반원통형 표면인 경우에, 이의 내측 면은 제 1 상류 면에 상응하고, 세정 장치는 필터링 그리드에 의해 구획된 반-원통체(그리드는 반-원통체에 대해 반경 방향으로 배치됨) 내에 수용되며, 이로써 시스템은 특히 축 방향에서 작은 전체적 크기를 가지며;
- 상기 파이프 부분은 다각형 또는 원형의 단면을 가지며; 예를 들어, 직사각형의 대체적인 형상을 커버할 수 있는 다각형 형상이 필터링 표면이 반-원통형인 필터링 요소를 수용하는데 특히 적합하며; 상기 원형 형상은 횡 방향에서 볼 때, 직사각형의 대체적인 형상을 갖는 필터링 요소를 수용하는데 사용될 수 있으며; 수직 축 방향 단면에서, 상기 필터링 요소는 예를 들어 곡선형(예를 들어, 반원통형) 또는 평면형을 가질 수 있으며;
- 상기 파이프 부분은 원형 단면을 가지며, 상기 시스템은 상기 유동에 의해 운반되고 상기 필터링 표면에 걸쳐서 위치하지 않은 물체들을 상기 필터링 표면 쪽으로 (필터링 표면의 제 1 상류 면을 향해서) 유도하기 위해서, 상기 파이프 부분의 내측 면과 상기 필터링 표면 사이에 위치된 편향 조립체 (편향기 조립체)를 포함하며;
- 상기 편향 조립체는 상기 파이프 부분의 내측 면과 상기 회수 개구(들) 사이에 위치하는 적어도 하나의 편향기(deflector)를 포함하고, 상기 편향기들은 상기 필터링 표면의 2 개의 반대편 주변 에지들 각각에 인접하게 배치되며(예를 들어, 필터링 표면은 그의 오목형 내측 면이 제 1 상류 면인 반원통 형상을 가질 수 있음); 따라서, 적어도 하나의 편향기가 필터링 표면의 각 측면 상에 위치되고; 상기 적어도 하나의 편향기는 상기 적어도 하나의 편향기와 만나는 상기 벽의 내측 면을 따라서, 물체들의 속도와 궤적에 따라서, 인접한 회수 개구를 향해 직접적으로 또는 상기 회수 개구 또는 개구들의 타 측 상에 위치한 상기 필터링 표면을 향해 상기 물체들을 직접 방향 전환시킬 수 있으며; 적어도 하나의 다른 편향기가 파이프 부분의 내측 면과 상기 필터링 표면의 제 1 반대편의 두 개의 주변 에지들에 인접한 상기 필터링 표면의 반대편의 2 개의 주변 에지들 각각 간에 위치할 수 있으며;
- 상기 세정 장치는 이동 가능하며 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 고정되거나, 상기 세정 장치는 고정되며 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 이동 가능하며;
- 상기 세정 장치와 상기 적어도 하나의 필터링 요소 중 하나는 고정된 축을 중심으로 피벗 운동을 수행하거나 또는 직선 병진 운동을 수행하고, 각 운동은 교대로 전후 방향으로 수행되며;
- 상기 세정 장치는 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면과 접촉하는 하나 이상의 기계적 스위핑 부재를 포함하며; 이러한 스위핑 부재 또는 부재들은 휴지 위치에서, 즉, 세정 장치 또는 필터링 표면이 움직이지 않을 때에, 필터링 표면과 접촉 상태로 유지되며;
- 상기 필터링 표면은 2 개의 상호 수직인 가로지르는 방향들로 연장되고, 상기 기계적 스위핑 부재 또는 부재들은 상기 2 개의 상호 수직인 가로지르는 방향들 중 하나로 그리고 상기 제 1 상류 면의 대응하는 치수 전체에 걸쳐 가로지르게 연장되며;
- 기계적 스위핑 부재 또는 부재들은 필터링 표면의 2 개의 대향하는 또는 반대편의 주변 에지들에 평행하게 연장되며;
- 상기 필터링 표면은 바들(bars)을 갖는 필터링 그리드(filtering grid)에 의해 형성되며, 상기 바들은 유체 유동이 통과하고 물체들이 수용되기 쉬운 개구들을 상기 바들 간에서 구획하며, 상기 기계적 스위핑 부재 또는 부재들은 상기 필터링 표면의 상기 제 1 상류 면과 접촉하여, 상기 그리드 내의 개구들 안으로 적어도 부분적으로 침투하여 상기 개구들 내에 수용된 물체들을 제거할 수 있으며;
- 기계적 스위핑 부재는 브러시, 빗 또는 필터링 표면 상에 정지된 요소를 회수 개구를 향해 밀 수 있는 임의의 다른 부재의 형태를 취할 수 있으며;
- 본 발명의 일 용도에서, 유체 흐름에 의해 전달되는 물체는 열 교환기의 세정체이다.
또 다른 적용예에 따르면, 본 시스템의 목적은 파편들 및 유체 흐름에 의해 운반되는 다른 바람직하지 않은 요소와 같은 물체를 필터링하는 것이다. 따라서, 예를 들어, 이러한 시스템은 임의의 설비, 열 교환기 등의 상류 측에 배치될 수 있다.
제 2 양태에 따르면, 본 발명은 또한 설비에 관한 것이며, 상기 설비는,
- 적어도 하나의 관형 열 교환기;
- 상기 적어도 하나의 관형 열 교환기의 입구에 연결된 유체 흡입 파이프;
- 상기 적어도 하나의 관형 열 교환기의 출구에 연결된 유체 배출 파이프;
- 상기 적어도 하나의 관형 열교환기를 세정하기 위해 상기 적어도 하나의 관형 열 교환기 내부에서 운반되는 복수의 세정체; 및
- 상기 유체 배출 파이프 상에 배치되어 상기 세정체들을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템을 포함하며,
- 상기 세정체들을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템은 위에서 규정된 바와 같은 시스템인 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 시스템의 목적은 상기 적어도 하나의 교환기를 세정하는 사용되는 세정체를, 상기 종래 기술보다 단순하고 효율적인 방식으로 그리고 보다 낮은 에너지 소비로 인터셉트하며, 또한 세정체들을 회수하여서 이들을 설비 내에서 상기 적어도 하나의 열 교환기의 상류 측 상에서 순환시키거나 또는 세정체들을 교체하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 본 발명은 유체의 흐름에 의해 운반되는 물체를 회수하는 방법을 추가로 목적으로 하며, 상기 방법은 유체 흐름에 의해 운반되는 물체를 인터셉트하기 위한 시스템에서 수행되며,
상기 시스템은,
- 유체의 유동을 위한 축 방향 내측 통로를 구획하는 내측 면을 포함하는 파이프 부분;
- 제 1 상류 면 및 상기 제 1 상류 면에 반대편에 있는 제 2 하류면(25b)을 포함하는 필터링 표면을 포함하는 적어도 하나의 필터링 요소로서, 상기 필터링 표면은 상기 필터링 표면과 상기 파이프 부분의 내측 면 간에서 다수의 회수 개구가 노출된 채로 상기 유동에 의해 운반된 물체들을, 상기 필터링 표면의 상기 제 1 상류 면에 의해 인터셉트하도록, 상기 내측 통로 내를 가로지르게(transversely) 연장되는, 상기 필터링 요소를 포함하며,
상기 방법은,
- 상기 적어도 하나의 필터링 요소 또는 세정 장치가 상기 세정 장치 또는 상기 적어도 하나의 필터링 요소에 대해 교대로 전후 방향으로 운동하도록 설정하여서 상기 세정 장치 또는 상기 적어도 하나의 필터링 요소(25)와의 접촉에 의해서 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면의 각 구역을 기계적으로 스위핑하며, 이로써 상기 제 1 상류 면에 의해 인터셉트된 물체들을 상기 필터링 표면으로부터 상기 물체들의 회수 개구를 향해 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
가능한 일 실시형태에 따르면, 상기 세정 장치는 이동 가능하며 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 고정되거나, 상기 세정 장치는 고정되며 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명의 제 1 양태 및 제 2 양태의 특징들은 위에서 간략하게 설명한 본 발명의 제 3 양태에 동일하게 적용된다.
다른 특징 및 이점은 비제한적인 예로서만 그리고 첨부된 도면을 참조하여 주어진 다음의 설명의 과정에서 명백해질 것이다:
도 1은 열 교환기, 및 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 포함하는 설비의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에서의 설비의 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의, 축 방향 평면 상에서 단면으로 더 큰 스케일로 도시된 상세도이다.
도 3은 도 2의 평면에 수직이고 파이프 부분의 축을 포함하는 평면 상에서의, 도 2의 시스템의 축 방향 단면도이다.
도 4는 인터셉트된 세정체를 회수하기 위한 홈통(gutter)의, 도 2의 단면 평면 상에서 더 큰 스케일로 단면으로 도시된 개략도이다.
도 5는 필터링 요소가 평면인, 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 1 변형예의 축 방향 평면 상에서의 단면도이다.
도 6은 해당 도면의 평면에 수직이고 파이프 부분의 축에 대해 수직인 평면 상에서의, 도 5의 시스템의 단면도이다.
도 7은 필터로서 사용되는 도 1 내지 도 4의 인터셉트 시스템의 개략도이다.
도 8a는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 2 변형예의 개략적인 부분 사시도이다.
도 8b는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 3 변형예의 개략적인 부분 사시도이다.
도 9는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 4 변형예의 축 방향 평면 상에서의 단면 개략도이다.
도 1은 열 교환기, 및 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 포함하는 설비의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에서의 설비의 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의, 축 방향 평면 상에서 단면으로 더 큰 스케일로 도시된 상세도이다.
도 3은 도 2의 평면에 수직이고 파이프 부분의 축을 포함하는 평면 상에서의, 도 2의 시스템의 축 방향 단면도이다.
도 4는 인터셉트된 세정체를 회수하기 위한 홈통(gutter)의, 도 2의 단면 평면 상에서 더 큰 스케일로 단면으로 도시된 개략도이다.
도 5는 필터링 요소가 평면인, 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 1 변형예의 축 방향 평면 상에서의 단면도이다.
도 6은 해당 도면의 평면에 수직이고 파이프 부분의 축에 대해 수직인 평면 상에서의, 도 5의 시스템의 단면도이다.
도 7은 필터로서 사용되는 도 1 내지 도 4의 인터셉트 시스템의 개략도이다.
도 8a는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 2 변형예의 개략적인 부분 사시도이다.
도 8b는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 3 변형예의 개략적인 부분 사시도이다.
도 9는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템의 제 4 변형예의 축 방향 평면 상에서의 단면 개략도이다.
도 1에는 응축기(10)를 형성하는 열 교환기를 포함하는 복수의 요소를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 설비(전반적으로 참조 번호(1)로 표시됨)가 개략적으로 도시되어있다. 화살표(F1 및 F2)로 도식적으로 도시된 바와 같이, 이 열 교환기를 통해서 냉각 유체가 유동하며, 이러한 냉각 유체는 본 경우에는 물이며, 이러한 냉각 유체의 유동은 한편에서는 입구 또는 유체 공급 파이프(11)(입구 흐름(F1))에 의해 그리고 다른 편에서는 출구 또는 유체 배출 파이프(12)(출구 흐름(F2))에 의해서 이루어진다.
실제로, 이러한 열 교환기는 관형 열 교환기이며, 이러한 관형 열 교환기는, 예를 들어, 앞서 언급된 FR 2 716 530 문헌에 간략하게 기술된 유형이다.
이러한 종류의 열 교환기(10)는 본질적으로 잘 알려져 있고 본 발명의 일부를 형성하는 것이 아니기 때문에, 본 명세서에서는 더 이상 설명하지 않을 것이다.
도시된 실시예에서, 필터링 수단(13)은 슬리브(14) 내측에서 입구 파이프(11) 상에 배치된다.
이러한 필터링 수단(13)은 필수적인 것은 아니며, 본 발명의 일부가 아니며, 따라서, 본 명세서에서는 더 설명되지 않을 것이다.
이러한 필터링 수단은 예를 들어, 문헌 FR 2 609 644에 기술된 유형의 필터링 수단이다.
그 자체로 공지된 방식으로, 고체 세정 요소(15) 형태의 세정체는 설비(1) 및 특히 열 교환기(10) 내에서 연속적으로 순환되어 열 교환기를 연속적으로 세정할 수 있다.
이러한 세정체들은 실제로 열 교환기(10)의 튜브의 내경보다 약간 큰 직경을 지니는 발포 고무 볼들이고, 함침 시에 이러한 발포 고부 볼의 밀도는 물의 밀도와 유사하다.
설비(1) 내에서 이들 세정체(15)의 관리를할 필요가 있는데, 즉 열 교환기(10) 내에서의 세정체들의 효과적인 순환을 보장할 뿐만 아니라 세정체들의 개수를 제어하고, 필요하다면 이들의 치수들을 제어할 필요가 있다(이로써, 해당되는 경우에, 세정체들이 너무 마모된 경우에 이들을 제거할 수 있다).
그 자체로 공지된 방식으로, 이러한 세정체(15)는 필터링 수단(13)의 하류에 있는 입구 파이프(11)로 체계적으로 주입되어 입구 흐름(F1)과 같이 한다.
설비(1)는 또한 순환 세정체(15)를 인터셉트하여 회수하기 위해 배출 파이프(12) 상에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(17)을 포함한다. 이러한 시스템은 이하에서보다 상세하게 설명된다.
설비(1)는 도 1의 점선 안쪽에서, 인터셉트 시스템(17)에 의해 유지된 세정체(15)를 입구 파이프(11)로 재순환시키는, 상기 인터셉트되고 회수된 세정체를 관리하기 위한 시스템(48)을 더 포함한다.
그 자체적으로 공지된 방식으로, 상기 관리 시스템(48)은 일 측이 인터셉트 시스템(17)에 연결되고 타 측이 펌프(41)(흡입 장치)의 흡입 측에 연결된 재순환 파이프(49)(본 예에서는, 파이프 부분(49a 및 49b))를 포함하며, 상기 펌프는 연속적으로 파이프(42b), 계량기(43) 및 매니폴드(44)를 통해 복귀 파이프(42a)에 연결된다. 상기 복귀 파이프(42a)는 상기 필터링 수단(13)의 하류 측에 있는 입구 파이프(11)에 세정체(15)를 공급하여 설비 내에서 순환되도록 복귀되게 한다. 이들 세정체(15)는 바람직하게는 역류로 배향된 분사 파이프 또는 노즐(45)을 통해 재주입된다.
밸브(V1)는 펌프(41)가 인터셉트 시스템(17)으로부터 격리될 수 있게 하는 밸브(V2)와 협력하여, 매니 폴드(44) 하류의 파이프(42a) 내의 흐름이 차단되게 하여서, 상기 매니폴드(44) 및 유량계(43)를 격리시킨다.
세정체(17)를 인터셉트하여 회수하는 시스템은 관형 열 교환기(10)의 하류에 설치되며 일반적으로 원형인 파이프(12) 상에 설치되며 입구 플랜지(21) 및 출구 플랜지(22)를 포함하는 파이프 부분 또는 슬리브(18)를 포함한다(도 2 및 도 3 참조).
슬리브(18)는 열 교환기(10)로부터 오는 유체 흐름을 위한 축 방향 내부 통로를 한정하는 내측 면을 갖는다.
플랜지들(21, 22)의 내부는 본 실례에서는 다각형 단면을 갖는 중앙 바디(19)와의 접합부를 제공하도록 절단된다. 다른 실시예에서, 중앙 바디의 단면은 다른 모양을 취한다. 이러한 중앙 바디(19)는 실질적으로 직사각형 단면이고 4 개의 코너가 절단될 수 있다. 중앙 바디(19)는 쌍으로 대향하는 4 개의 평면부들 (19a, 19b, 19c, 19d)을 포함한다.
시스템(17)은 슬리브(18) 내측에서 중앙에 설치된, 특히 중앙 바디(19) 내측에서 중앙에 설치되며, 중앙 바디(19)의 축 방향 내부 통로에서 본 실례에서는 가로 방향 및 축 방향으로 연장되는 필터링 표면을 포함하는 필터링 요소(25)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 필터링 표면은 열 교환기(10)를 향하는 상류의 제 1 표면(25a) 및 이에 대향하는 하류의 제 2 표면(25b)을 포함한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서, 필터링 표면은 슬리브(18)의 상류 측(및 따라서 파이프(12))을 향하는 반-원통형(half-cylinder)의 오목부(내측 면)를 갖는 대략적인 반-원통상 형상을 갖는다. 이러한 반-원통의 축은 중앙 바디의 두 대향면들(19a, 19b)에 수직하다(도 3 참조). 필터링 표면은 파이프(12)로부터 나오는 유체의 흐름 내에 배치된 바들의 그리드 형태를 취하며, 그리드의 상류 면(25a) 상에서의 흐름에 의해 운반되는 세정체(15)를 인터셉트하도록 슬리브(18)의 내부 통로 섹션의 거의 전부를 점유한다.
세정체(15)를 회수하기 위한 하나 이상의 개구가, 반-원통체의 각각의 상류 자유 에지/단부(25c, 25d)와 슬리브(18)의 대면하는 내측 면 간에서, 반-원통체의 두 대향하는 주변 측면들 또는 에지들 각각 상에 배치된다. 2 개의 회수 개구(26a, 26b)가 도 4에서, 반-원통체의 에지(25c) 부근에서 중앙 바디(19)의 2 개의 대향면(19a, 19b) 간에서, 서로 나란하게 배치되게 도시된다. 2 개의 다른 개구(도시되지 않음)가 반-원통체(25)의 대향하는 에지(25d) 부근에서 대칭적으로 배치된다. 따라서, 필터링 표면(25)은 반-원통체(25)의 에지(25c)의 측면 상의 측방 회수 개구(26a, 26b) 및 대향하는 에지(25d)의 측면 상의 도시되지 않은 회수 개구들을 제외하고, 흐름으로 그리고 운반된 세정체들(15)에 제공된 통로 섹션 대부분을 점유한다. 필터링 표면은 특히 두 개의 서로 수직인 횡 방향뿐만 아니라 상기 두 개의 횡 방향에 수직인 축 방향으로 연장된다. 회수 개구들에 인접한 필터링 표면의 2 개의 대향하는 주변 에지들은 필터링 표면이 연장되는 2 개의 횡 방향 중 제 1 방향으로 서로 이격된다.
시스템(17)은 또한 각각의 회수 개구의 후방에 그리고 하류에 배치되며, 세정체(15)를 회수하기 위한 호퍼(hopper)를 포함한다(도 2 및 도 4 참조). 2 개의 호퍼(27a, 27b)가 도 4에 도시되어 있고, 2 개의 대향면(19a, 19b) 사이에서 2 개의 호퍼들이 나란하게 배열되고, 도 2에서는 호퍼(27a)만이 도시되어있다. 두 개의 동일한 호퍼가 필터링 표면의 대향하는 측면 상에 대칭 적으로 배치되고, 호퍼(27c)만이 도 2에서 볼 수 있다.
각각의 회수 호퍼는 와류 챔버(vortex chamber)를 형성하며, 이러한 챔버는 회수 개구가 위치하는 입구에서, 장애물(39)(예를 들어, 데크 플레이트)을 포함하며, 상기 장애물은, 유체 흐름(F2)(파이프(12)로부터 옴)이 상기 장애물을 만날 때 상기 장애물의 하류 측에서, 즉 도 4에 도시된 바와 같이 와류 챔버 내에서, 유체 와류를 발생시키도록 구성된다.
이러한 와류 호퍼는 예를 들어 프랑스 특허 제 8210055 호에 기재된 유형이다.
호퍼 각각은 필터링 표면의 각각의 주변 에지(25c, 25d)로부터 호퍼의 각각의 바닥(29a, 29c)까지 축 방향으로 연장되는 천공된 측면 패널(28a, 28c)(도 2)에 의해서 천공되고 형성된 자신의 2 개의 대향 측면들 중 하나를 갖는다. 따라서, 도 2에서, 호퍼(27a)는 그 일 측이, 천공된 측면 패널(28a)에 의해 경계가 정해지고, 타 측이 불투명 면(19d)에 의해 경계가 정해지고, 호퍼(27c)는 그 일 측이, 반대쪽의 천공된 측면 패널(28c)에 의해 경계가 정해지고, 타 측이 불투명 면(19c)에 의해 경계가 정해진다.
출구 튜브(38)는 대응하는 불투명 면(19d, 19c)에서 각각의 세정체 회수 호퍼를 위해서 제공되며 (도 2 및 도 4), 재순환 파이프(49)의 두 개의 분기부들(49b, 49a)에 각각 연결된다(도 1).
시스템(17)은 슬리브 내측에서, 특히 중앙 바디(19) 내측에서, 세정 장치(30)를 포함하고, 상기 세정 장치는 필터링 표면의 상류 제 1 면(25a)에 대면하게, 즉 반-원통체 내측에 배치된다.
상기 세정 장치(30)는 하나 이상의 기계적 스위핑 부재(sweeping member)(31)를 포함한다. 세정 장치는 슬리브 내부에 장착되어, 기계식 스위핑 부재 또는 부재들(31)이 휴지 중에 그리고 후술하는 스위핑 운동 동안에 상류 측 제 1 면(25a)으로 가거나 이와 접촉하여서, 운동 중에 필터링 표면을 문지르거나/긁는다.
설명되고 예시된 예에서, 세정 장치(30)는 단지 하나의 기계적 스위핑 부재(31)를 포함하지만, 다음의 설명은 복수의 스위핑 부재의 경우에도 동일하게 적용된다.
스위핑 부재(31)는 예를 들어 브러시, 가요성 스퀴지(flexible squeegee), 콤(comb), 등 또는 해당 부재와 필터링 표면 사이의 상대적인 이동이 시스템의 설계에 의해 부과될 때 필터링 표면의 상류 제 1 면 상에 기계적 문지름 작용을 발휘할 수 있는 임의의 다른 부재이다. 필터링 표면에 걸쳐서 스위핑 부재(31)를 문지를 수 있는 두 가지 방식이 제공된다: 제 1 방식은 부재가 움직이는 방식이고 제 2 방식은 필터링 표면이 움직이는 방식이다. 다음의 예에서, 세정 장치만이 이동 가능하고, 필터링 표면은 정지되어있다. 그러나, 다음의 설명은 고정된 세정 장치 및 이동식 필터링 표면과 같은 다른 실시예에도 동일하게 적용된다.
기계적 스위핑 부재(31)는 도 3에 도시된 실시예에서 하나 이상의 암, 즉 2 개의 암(32a, 32b)에 의해 지지된다. 평행 암(32a, 32b) 자체는 반-원통체(25)(그리드)의 축과 동축이고 스위핑 부재(31)가 연장되는 방향과 평행한 축(33)에 결합된다. 스위핑 부재(31)가 연장하는 이러한 방향은 주변 에지(25c, 25d)와 평행하며, 상기 스위핑 부재(31)는, 이러한 부재의 조립 및 부재(31)가 이동할 때에 부재(31)의 운동 상의 자유를 위해서, 상기 부재의 각 단부와 이에 대면하는 면(19a, 19b) 간의 좁은 공간을 제외하고는, 필터링 표면의 대응하는 횡 방향 치수 전체에 걸쳐 횡 방향으로 가로질러 연장된다(도 3). 샤프트(33)는 중앙 바디(19)(도 3)의 두 대향 면들(19a, 19b) 상의 두 개의 대향 단부들에 장착되고 중앙 바디의 면(19b)에 고정된 베어링(34)에 의해 지지되면서 그 자체로 피봇 운동한다. 중앙 바디의 대향 면(19a)의 레벨에서, 샤프트(33)는 그 자체로 공지된 바와 같은 구동 시스템(36)에 연결되며, 이러한 구동 시스템은 명령 시에 샤프트를 회전 구동시킨다. 이러한 구동 시스템(36)은 예를 들어 모터이다. 구동 시스템(36)은 샤프트(33)를 회전 구동시키고 따라서 기계적 스위핑 부재(31)에 교번하는 전후 방향의 회전 또는 진동 운동을 부여하며(각각의 전후 운동은 동일한 각도 상의 범위에 걸쳐서 실행되며, 이러한 각도 범위의 크기는 도 2에서 필터링 표면(25)에 의해 표시된 바와 같은 원호와 동일함), 이로써 스위핑 부재가 에지(25d)로부터 에지(25c)로, 그리고 에지(25c)로부터 에지(25d)로 필터링 표면(25)의 전체 상류 측 제 1면(25a)을 스위핑할 수 있게 하며, 부재가 지나갈 때마다 필터링 표면의 각 영역 상에서의 기계적 문지름 작용을 발휘하게 된다. 스위핑 부재가 브러시, 비, 등일 때에, 이의 모는 그리드의 바들 사이에 위치한 개구들 내로 부분적으로 침투하며(세정 장치(30)의 휴지 위치가 이러한 구성을 실현하도록 조정됨), 이로써, 그리드의 개구들 내에 갇혀 있을 수 있는 세정체들을 분리시킨다.
회전 운동은 기계적 스위핑 부재(31)가 그리드(25)의 상류 면(25a) 상에 정지된 세정체 및 다른 요소를 문지름으로써 이들이 분리/제거될 수 있게 한다.
동일한 전후 운동 동안, 회전 운동은 스위핑 부재(31)가, 도 2에 도시된 바와 같은 상류 면(25a)을 따라서, 2 개의 주변 에지들(25c, 25d) 중 하나(본 실례에서는, 도 2의 에지(25c))의 방향으로 세정체 및 다른 탈착된/분리된 요소들을 밀게 한다(화살표는 세정 장치(30)의 회전 방향을 나타냄).
회전 운동이 계속되고, 세정체들(15) 및 다른 탈착된/분리된 요소는 에지(25c)에 인접하고 각기 호퍼(27a 및 27b)(도 4)의 상류에 위치된 회수 개구(26a 및 26b)에 도달하여 이러한 회수 개구들을 통과하여 상기 호퍼들 내로 회수된다.
그 후, 세정 장치(30)는 반대 회전 반향으로 이동하기 시작하여, 에지(25c)에서 시작하여 대향하는 에지(25d)까지 동일한 반원 부분을 이동하여서, 고정된 필터링 요소의 교번적인 스위핑 운동이 필터링 면의 각 영역을 문지르는 것을 보장한다.
진동 운동은 상대적으로 느린데, 예를 들어 분당 수 진동수의 정도이지만, 그리드(25)의 상류 면(25a) 상에 정지된 세정체 및 다른 요소를 분리/제거하기에 충분하다.
필터링 표면(25)의 상류 면(25a)을 스위핑하는 작용은 또한 세정체들을 회수하기 위해 세정체(15)를 움직이는 것과 동시에 필터링 표면들을 세정하는 효과를 갖는다는 것을 알 수 있다. 이어서, 회수 호퍼들(27a-c)에 포획된 세정체(15) 및 다른 요소는 배출 튜브(38) 및 분기부(49b)(도 1)를 통해 펌프(41)에 의해 흡입된다.
세정체(15)가 담긴 물은 그 자체로 이미 알려진 세정체를 관리하기 위한 유닛(60)으로 보내진다. 이러한 관리 유닛(60)은 세정체의 회수 및 때때로 카운팅을 가능하게 한다. 이러한 관리 유닛의 출구에서, 세정체(15)가 담긴 물은 세정될 관형 교환기(10)의 상류에 배치된 세정체 주입 파이프(45)로 공급된다.
세정체(15)의 순환이 설비(1)에서 사용되지 않을 때, 교환기(10)의 냉각수에 의해 공급되는 다양한 파편들이 시간이 지남에 따라 쌓이는 필터링 표면(25)(그리드)을 특히 세정할 수 있다. 이를 위해, 스위핑 부재(31)의 진동 운동을 유지하도록 펌프(41)를 계속 작동시키는 것이 충분하다. 이어서, 필터링 표면(25)은 이 표면을 스위핑함으로써 세정되고 파편은 볼 및 파편을 포획하기 위한 위치에서 유지된 볼 에어 록(ball air lock)(44) 내에 점진적으로 저장된다.
교번하는 기계식 스위핑에 의한 인터셉트 및 회수 시스템은 연속적으로 기능을할 수 있으며, 프로그램된 또는 이와 달리 규정된, 설비의 동작에 대해 적절하게 규정된 주기로 동작하거나, 필터링 표면에 의해 정지된 세정체 및 기타 요소의 양의 함수로서 사전에 정의되지 않은 시간들로 동작할 수 있다. 스위핑 메커니즘은 수동 또는 자동으로 시작할 수 있다.
도시되지 않은 변형예는 다음과 같다:
- 세정체를 인터셉트하여 회수하는 시스템은 단지 하나가 아닌 복수의 필터링 요소를 포함할 수 있다;
- 상기 필터링 요소는 서로 조립된 복수의 부분으로 형성될 수 있다;
- 회수 호퍼는 상이한 형상을 가질 수 있으며 그들의 개수 및 치수는 변할 수 있다;
- 장애물(39)(예를 들어, 도 4의 데크 플레이트))는 홈통 등과 같은 임의의 형태를 취할 수 있다;
- 구동 시스템(36)은 대안적으로 피스톤 및 실린더, 랙, 스크류, 체인, 벨트 등을 포함할 수 있다;
- 천공된 측면 패널(28a, 28c)은 대안적으로 다공성 일 수 있다.
도 5 및 도 6은 필터링 표면 또는 세정 장치 중 어느 하나가 정지되어 있는 다른 요소를 따라서 그리고 이 요소에 대해서 직선 병진 이동할 수 있는, 본 발명에 따른 교번하는 기계식 스위핑에 의한 인터셉트 및 회수 시스템의 변형예를 도시한다. 필터링 표면은 이러한 변형예에서 평면입니다.
이들 도면에서, 시스템(117)은 슬리브(18)의 바디(119) 내에서 축(X)에 실질적으로 수직으로 설치된 평평한 필터 요소(125)(평면 상류 면(125a) 및 평면 하류 면(125b)을 구비함)를 포함한다. 두 대향하는 주변 에지들(125c, 125d) 각각에, 하류 회수 호퍼들로 안내되는 회수 개구들이 배치된다(이러한 구성은 도 4에서와 동일하다). 본 변형예에서, 한편에서는 2 개의 회수 개구(126a, 126b) 및 다른 편에서는 2 개의 회수 개구(126c, 126d)가 각각의 주변 에지(125c, 125d)(도 6)를 따라서 제공된다. 회수 호퍼(127a, 127c)(도 5)는 와류를 생성시키는 장애물(139)을 구비한 와류 챔버의 형태로 존재하며, 2 개의 대향하는 측면 패널(128a, 128b) 중 하나는 예를 들어 다공성이다(반드시 천공되지는 않음). 세정체를 추출하기 위해 각 호퍼의 반대 측에 튜브(138)가 제공된다.
시스템(117)은 본 변형예에서 스크레이퍼의 대체적인 형상을 갖는 기계적 스위핑 부재(131)(브러시, 빗, 가요성 스퀴지, 등)를 포함하는, 기계적 스위핑에 의해 세정하기 위한 장치(130)를 포함한다. 스위핑 부재(131)는 슬리브 내에서 에지(125c, 125d)와 평행하게 횡 방향으로 연장하고, 피스톤 및 실린더, 랙, 스크류, 체인, 벨트와 같은 구동 요소(136)에 연결된 지지 로드(132)를 포함한다. 구동 요소(136)는 피스톤과 같이 스위핑 부재(131)를 이동시키고 스위핑 부재는 상류 면(125a)을 따라 직선 이동 이동을 하며 (에지(125c, 125d)에 수직하게 운동하며), 에지(125c)로부터 에지(125d)로 외부 방향으로 상류 면을 문지르거나 긁어 내며 (도 5 및 도 6 참조), 그리고 그 다음에 에지(125d)로부터 에지(125c)로 돌아오는 방향으로 이동하여서 상류 면을 문지르거나 긁어 낸다(이로써, 스위핑 부재(131)가 전후 이동을 교대로 한다). 필터링 요소(125)에 의해 멈추어진 세정체는 스위핑 부재(131)에 의해 탈착/분리되고 (이동 방향에 따라) 하나 또는 다른 에지(125c, 125d)를 향하여 필터링 요소를 따라서 그리고 인접한 개구들 안으로 상기 스위핑 부재에 의해서 밀어 넣어지며 이로써 세정체들은 이어서 호퍼 및 튜브(138)를 통해 배출된다. 이러한 교번하는 스위핑 운동은 한번 (외부 방향으로 그리고 복귀 방향으로) 수행되거나, 필요한 경우에는 연속적으로 여러 번 수행될 수 있다(이는 도 1 내지 도 4의 실시예 및 상술한 변형예 및 후술된 변혀예에도 적용됨).
시스템(117)은 본 변형예에서 다시 설명되지 않을 이전의 도면들의 요소들과 동일한 다수의 다른 요소들을 포함한다.
시스템의 축 방향 전체 크기가 작기 때문에 슬리브를 위해서 이용 가능한 축 방향 공간이 한정되는 경우에는 시스템(117)이 사용될 수 있다.
도 7은 시스템(17)이 필터링 수단(13) 대신에, 열 교환기를 보호하기 위해서, 예를 들어, 도 1의 열 교환기(10)의 상류 측에 배치된 필터로만 기능하는 본 발명에 따른 시스템을 사용하는 제 2 방식을 도시한다.
편의상, 도 7의 요소들 중에서, 제 1 실시예의 도면들의 요소들과 동일한 요소들은 동일한 참조 번호를 갖는다.
회수 호퍼(27a-c)의 출구 튜브(38)에 연결된 출구 파이프(49a, 49b)는 예를 들어, 열 교환기의 하류에 연결되거나 또는 배출부(도시 생략)에 연결된 밸브(Vch)가 장착된 단일 파이프(49c)에 결합된다.
시스템(17)의 설명 및 동작은 세정체(15)에 대해서 제 1 실시예에서 설명한 것들과 동일하다.
튜브(38) 및 파이프(49a-c)는 세정체만을 추출하기 위해 열 교환기의 하류에 있는 도 1 실시예에서 사용된 것보다 큰 직경을 가질 수 있다. 이러한 특징을 통해 가장 큰 파편을 제거할 수 있다.
회수 호퍼(27a-c)를 떠나는 유량은 보호될 열 교환기의 상류 측과 예를 들어 파이프(49c)가 배출되는 열 교환기의 하류 측 간의, 설비 내에서의 압력차에 의해 생성된다.
도 8a 및 도 8b는 필터링 요소가 비평면, 예를 들어, 반원통형 필터링 표면을 가지며 세정 장치가 위에서 보았을 때 도 5 및 도 6의 스크레이퍼의 대체적인 형상을 갖는 두 가지 변형예를 도시한다. 그러나, 세정 장치의 기계적 스위핑 부재는 이러한 필터링 표면의 반원통형 상류 면의 만곡부에 대응하는 만곡된 형상을 갖는 표면에 대해 횡 방향으로 연장되며, 이는 상기 스위핑 부재가 이러한 상류 면 상에서 이동하여 상류 면을 문지르는 것을 가능하게 한다. 이들 도면들에 도시되지 않은 요소들은 다른 도면들로부터의 요소들과 동일하거나 형상 차이의 이유로 변형될 수 있다.
도 8a는 그 상류 면(140a)이 반원통형 필터링 요소의 오목 면(내측 면)인 필터링 표면(140)을 도시하고, 여기에서 세정 장치(142)는 기계적 스위핑 부재(144)를 포함하며, 이러한 기계적 스위핑 부재(144)의 도 5 및 도 6의 스위핑 부재(131)와 비교하였을 때의 차이점은 상류 면(140a)의 횡 방향 곡률과 일치하는 횡 방향 곡률을 갖는다는 것이다.
도 8b는 그 상류 면(150a)이 반원통형 필터링 요소의 볼록 면(외측 면)인 필터링 표면(150)을 도시하고, 여기서 세정 장치(152)는 기계적 스위핑 부재(154)를 포함하며, 이러한 기계적 스위핑 부재(154)의 도 5 및 도 6의 스위핑 부재(131)와 비교하였을 때의 차이점은 상류 면(150a)의 횡 방향 곡률과 일치하는 횡 방향 곡률을 갖는다는 것이다.
도 1 내지 도 7의 실시예 및 변형예들와 관련된 모든 장점 및 특징은 기술적 비호환성 또는 불가능성을 제외하고는 도 8a 및 도 8b의 변형예들에도 동일하게 적용된다.
도 9는 세정체를 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템(100)의 제 4 변형예를 축 방향 단면으로 도시한다. 이 변형예에서, 필터링 요소(필터링 표면)(125) 및 세정 장치(130)가 수용되는 파이프 부분 또는 슬리브(118)는 원형의 전반적인 형상의 단면을 갖는 중앙 바디(119)를 포함한다. 필터링 요소(125)는 파이프 부분(118)의 내측 면으로부터 일정 거리 떨어져서 배치된다.
파이프 부분(118)은 입구 플랜지(121) 및 출구 플랜지(122)를 포함한다.
필터링 표면(125)은 상류를 향한 (흐름(F2)으로 향한) 오목형 내측 면(125a)을 갖는, 도 1 내지 도 3에서와 같은 반원통형의 대략적인 형상을 갖는다. 필터링 그리드의 이격된 바들(126)이 도시되어있다. 수직형 바들은 본 도면에서 도시되지 않는다.
세정 장치(130)는 오목 내측 면(125a)을 향하여 배치되고 도 1 내지 도 3에서와 같이 번갈아서 전후로 이동 가능하다. 세정 장치(130)는 기계적 스위핑 부재(131)를 운반하며 횡 방향 샤프트(133)를 중심으로 회전하도록 장착된 2 개의 암들(오직 하나의 암(132b)이 도 2에서와 같이 본 도면에서 도시됨)을 갖는 장치(30)와 동일한 대략적인 구조를 갖는다. 암(132b)은 스위핑 부재에 연결된 그의 단부의 방향으로 테이퍼진 단면을 갖는다.
필터링 표면은 도 2의 표면(25)과 같이 두 개의 대향하는 주변 에지(125c, 125d)(다른 두 개의 수직하는 인접한 대향 에지들은 본 도면에서 볼 수 없음)를 갖는다.
한 세트의 회수 호퍼가 하나 이상의 회수 개구의 하류에 위치한 각각의 에지(125c, 125d)에 인접하여 배치된다. 도 2와 같이, 도 9는 출구 튜브(138)에 각각 연결된 2 개의 대향하는 회수 호퍼(127a, 127c)를 도시한다. 각각의 회수 호퍼는 유입구에서, 도 2 및 도 4의 장애물(39)과 같은 장애물(139)을 포함한다. 도 4에서와 같이, 복수의 회수 호퍼가 서로 나란히 배치되어 있음을 알 수 있다. 세정체 회수 개구(140)는 장애물(139)의 하류에 그리고 에지(125c, 125d)의 높이에 제공된다. 이들 개구(140)는 통로(또는 트렌치)(141)로 유도되며, 이러한 통로의 바닥 상에 장애물(139)이 배치된다. 단지 하나의 개구(140)가 예를 들어, 각각의 에지(125c, 125d)에 인접하여 제공된다는 것을 알 수 있다. 이들 회수 개구는 회수 호퍼의 상류에 배치되고 제 1 회수 개구라고 지칭된다. 본 도면에서 도시되지 않은 제 2 회수 개구는 (장애물(39) 주위의) 도 4의 회수 개구(26a, 26b)와 동일하다. 에지(125c, 125d) 사이의 통로(141)는 도 2의 것보다 높고, 말하자면, 세정체용 깔대기 구조체(funnel)의 보다 작은 부분을 형성한다.
인터셉트 및 회수 시스템(100)은 또한 파이프 부분(118)의 내측 면과 필터링 표면의 두 대향하는 주변 에지(125c, 125d) 사이에서, 편향 조립체 또는 편향기 조립체를 포함한다. 이러한 조립체의 기능은 유동에 의해 운반되고 파이프 부분의 벽 근처에 있는 (그리고, 필터링 표면의 상류 면을 향하지 않는) 세정체를, 편향된 물체의 속도 및 궤도에 따라서, 파이프 부분의 중심을 향해서, 즉, 필터링 표면 쪽으로 향하게 하는 것이거나, 또는 직접적으로 회수 개구(140)를 향하게 하는 것이다. 이러한 조립체는 말하자면, 세정체를 위한 깔대기 구조체의 플레어드 부분(flared part) 역할을 한다.
본 예시에서, 편향 조립체는 2 개의 대향하는 편향기들(145, 146)을 포함하며, 세정체와 접촉하는 이러한 편향기의 표면은 벽에 대해 경사져서 이러한 표면의 가상 연장선이 회수 개구(140)를 만난다. 이러한 구성은 세정체를 개구 쪽으로 편향시킬 수 있게 한다.
각각의 편향기는 하나 이상의 고정 암(147, 148) 또는 단일의 만곡된 연결 요소에 의해 해당 벽에 고정식으로 장착된다. 비브(bib)(149, 150)가 각각의 편향기의 하부 부분에 (접촉 표면과 반대되는 측면 상에) 고정되고, 편향기와 개구 사이로 세정체가 침투할 수 없도록 회수 개구까지 멀리 편향기의 접촉면을 연장시킨다.
도 9에 도시된 바와 같이, 또 다른 편향기(151)는 필터링 표면의 다른 2 개의 대향하는 주변 에지 중 하나에 인접하여 배치되고, 비브(152)가 또한 하부 부분에 고정된다.
이러한 편향기(151)는 세정체를 필터링 표면의 방향으로 직접 방향 전환시킨다. 본 도면에 도시되지 않고 편향기(151)에 마주보게 (대칭적으로) 배치된 또 다른 편향기가 또한 본 시스템에 존재한다.
개방된 반원통형 내부 공간을 폐쇄하기 위해, 축 방향 벽이 필터링 표면의 2 개의 다른 대향 주변 에지들 각각에 장착되어 고정된다는 것이 주목될 것이다. 도 9의 벽(153)은 이들 2 개의 벽들 중 하나이며 반달 모양의 대체적인 형상을 갖는다.
편향기들은 모두가 정확히 도 9에 도시된 바와 동일한 형상을 가지며, 이러한 형상은 직선형 하부 부분 및 만곡된 상부 부분을 가지며, 만곡된 상부 부분은 파이프 부분(118)의 내측 면의 원통형 형상을 지지한다.
대안적으로, 다른 형상을 갖는 편향기들이 사용될 수 있으며, 역시 상이한 개수의 편향기(deflector)들이 사용될 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 예를 들어, 환상 플랜지의 형태로 된 단일 외연 편향기가 사용될 수 있다.
편향기의 치수 및/또는 경사도는 다양할 수 있다.
이전의 도면들에서의 실시예들 및 변형예들의 다른 특징들 및 장점들뿐만 아니라 동작이 본 실례에도 동일하게 적용된다.
다양한 모드들 및 변형예들의 상기 설명은 이동식 세정 장치 및 고정식 필터링 요소를 언급하지만, 이러한 설명은 반대의 상황, 즉, 고정식 세정 장치 및 이동식 필터링 요소에도 적합하다.
전술한 설명 전반에 걸쳐 세정 장치는 단일 요소로 형성된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 인터셉트 및 회수 시스템은 필요에 따라 배가될 수 있으며 두 개 이상의 기계식 스위핑 부재를 포함할 수 있다. 이러한 부재 또는 부재들은 세정 장치상의 그들의 지지부에 대해 가동식으로 장착될 수 있다.
Claims (21)
- 유체의 유동에 의해 운반되는 물체들(bodies)(15)을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템으로서,
- 유체의 유동을 위한 축방향 내측 통로를 한정하는 내측 면을 포함하는 파이프 부분(18, 118);
- 제 1 상류 면(25a) 및 반대편의 제 2 하류면(25b)을 포함하는 필터링 표면(25, 125)을 포함하는 적어도 하나의 필터링 요소로서, 상기 필터링 표면은 상기 유동에 의해 운반된 물체들을, 제 1 상류 면에 의해 인터셉트하도록, 상기 내측 통로를 가로질러 연장되는, 상기 필터링 요소;
- 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면에 걸쳐서 배치되고 상기 제 1 상류 면을 기계적으로 스위핑할 수 있는 세정 장치(30);를 포함하는 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템에 있어서,
복수의 회수 개구(26a, 26b, 140)가 상기 필터링 표면과 파이프 부분의 내측 면 사이에 형성되며, 상기 세정 장치(30) 및 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 서로에 대해 상대적으로 교대로 전후방 운동을 하여 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면의 각각의 구역이 각 교번하는 상대적인 전후방 운동 동안에 상기 세정 장치에 의해 기계적으로 스위핑되어 상기 제 1 상류 면(25a)에 의해 인터셉트된 물체들을 필터링 표면으로부터 상기 물체들을 위한 회수 개구들을 향해 이동시키는, 상기 세정 장치(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 필터링 표면(25)은 상기 내측 통로를 가로질러 연장되는 형상을 가지고 있어 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면(25a)의 일 영역에서 인터셉트되고 상기 세정 장치(30)에 의해 스위핑된 물체들이 상기 제 1 상류 면을 따라서 상기 필터링 표면으로부터 하나 이상의 회수 개구(26a, 26b)로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 회수 개구들은 상기 필터링 표면의 2개의 반대편 가장자리 에지들에 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 필터링 표면의 2개의 반대편 가장자리 에지들 각각에는, 상기 물체들을 위해 와류 챔버를 형성하는 적어도 하나의 회수 호퍼(collection hopper)(27a, 27b)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 회수 호퍼는 상기 적어도 하나의 회수 개구(26a, 26b)의 하류에 상기 적어도 하나의 회수 개구와 연통하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터링 표면은: 상기 제 1 상류 면에 대응하는 오목형 내측 면을 갖는 반원통형(semi-cylindrical) 표면(25)의 기하학적 형상, 상기 제 1 상류 면에 대응하는 볼록형 외측 면을 갖는 반원통형(semi-cylindrical) 표면(25)의 기하학적 형상, 및 상기 파이프 부분의 축에 실질적으로 수직인 패널에 의해 형성되는 평면 표면의 기하학적 형상 중에서 선택되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 필터링 표면이 제 1 상류 면에 대응하는 오목형 내측 면을 갖는 반원통형 표면(25)일 때, 상기 물체들의 적어도 하나의 회수 개구(26a, 26b)는 상기 파이프 부분의 내측 면과 상기 필터링 표면의 가장자리 에지 사이에서 상기 필터링 표면의 어느 일 측면 상에 배치되고, 상기 물체들의 적어도 하나의 회수 호퍼(27a, 27b)는 상기 적어도 하나의 회수 개구로부터 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 부분(18)은 다각형 또는 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 파이프 부분(18)은 원형 단면을 가지고,
상기 시스템은, 상기 유동에 의해 운반되고 상기 필터링 표면에 걸쳐서 위치하지 않은 물체들을 상기 필터링 표면 쪽으로 유도하기 위하여, 상기 파이프 부분(118)의 내측 면과 필터링 표면(125) 사이에 위치된 편향 조립체(145, 146, 151)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 편향 조립체는 상기 파이프 부분의 내측 면과 상기 회수 개구(들)(140) 사이에 위치하는 적어도 하나의 편향기(deflector)(145, 146)를 포함하고, 상기 편향기는 상기 필터링 표면의 2개의 반대편 가장자리 에지들(125c, 125d) 각각에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 장치(30)는 이동 가능하고 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 고정되거나, 상기 세정 장치(30)는 고정되고 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 장치(30)와 적어도 하나의 필터링 요소 중 하나는 고정된 축을 중심으로 피벗 운동을 수행하거나 또는 직선 병진 운동을 수행할 수 있고, 각 운동은 교대로 전후 방향으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 장치(30)는 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면(25a)과 접촉하는 하나 이상의 기계적 스위핑 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 물체들을 인터셉트하여 회수하는 시스템. - - 적어도 하나의 관형 열 교환기(10);
- 상기 적어도 하나의 관형 열 교환기의 입구에 연결되는 유체 흡입 파이프(11);
- 상기 적어도 하나의 관형 열 교환기의 출구에 연결되는 유체 배출 파이프(12);
- 상기 적어도 하나의 관형 열 교환기 내부에서 세정하기 위해 운반되는 복수의 세정체들(15); 및
- 상기 유체 배출 파이프 상에 배치되어 상기 세정체들을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템;을 포함하며,
- 상기 세정체들을 인터셉트하여 회수하기 위한 시스템(17)은 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 시스템인 것을 특징으로 하는, 설비. - 유체의 유동에 의해 운반되는 물체들(15)을 회수하는 방법으로서,
상기 방법은,
유체 유동에 의해 운반되는 물체들을 인터셉트하기 위한 시스템(17)으로서,
- 유체의 유동을 위한 축 방향 내측 통로를 한정하는 내측 면을 포함하는 파이프 부분(18);
- 제 1 상류 면(25a) 및 반대편의 제 2 하류면(25b)을 포함하는 필터링 표면(25)을 포함하는 적어도 하나의 필터링 요소로서, 상기 필터링 표면은 상기 필터링 표면과 파이프 부분의 내측 면 사이에 다수의 회수 개구(26a, 26b)가 노출된 채로 상기 유동에 의해 운반된 물체들을, 제 1 상류 면에 의해 인터셉트하도록, 상기 내측 통로를 가로질러 연장되는, 상기 필터링 요소;를 포함하는 시스템에서 수행되며,
상기 방법은,
- 상기 적어도 하나의 필터링 요소 또는 상기 적어도 하나의 필터링 요소에 마주하는 세정 장치(30)를 교대로 전후 방향으로 운동하도록 설정하는 단계를 포함하여, 상기 세정 장치(30)와의 접촉에 의해 상기 필터링 표면의 제 1 상류 면(25a)의 각 구역을 기계적으로 스위핑하며, 상기 필터링 표면의 기계적 스위핑은 상기 제 1 상류 면에 의해 인터셉트된 물체들을 상기 필터링 표면으로부터 상기 물체들의 회수 개구(26a, 26b)를 향해 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 유체의 유동에 의해 운반되는 물체들을 회수하는 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 세정 장치(30)는 이동하고 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 고정되게 설정되거나, 상기 세정 장치(30)는 고정되고 상기 적어도 하나의 필터링 요소는 이동하도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 유체의 유동에 의해 운반되는 물체들을 회수하는 방법. - 삭제
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