KR101982146B1

KR101982146B1 - 열교환기의 유체공급장치

Info

Publication number: KR101982146B1
Application number: KR1020170142148A
Authority: KR
Inventors: 권경우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-24
Also published as: KR20190047840A

Abstract

열교환기의 유체공급장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기의 유체공급장치는 열교환기의 입구 및 출구 중 어느 하나에 선택적으로 유체를 공급하는 전환유닛을 포함하고, 전환유닛은 각각 유입구와, 한 쌍의 유출구 및 한 쌍의 유출구를 선택적으로 개폐하는 디스크를 구비하며, 서로 이격된 제1 밸브몸체 및 제2 밸브몸체 및 양단에 제1 밸브몸체와 제2 밸브몸체에 각각 구비된 디스크와 연결되는 밸브스템을 포함한다.

Description

열교환기의 유체공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING FLUID INTO HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기의 유체공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 사용과 동시에 청소가 가능한 열교환기의 유체공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업체에서 주로 사용되는 열교환 장치는 튜브 또는 판형이 많이 사용되고 있으며 냉각용 열교환 물질로 일반적인 담수 또는 해수를 사용하는 경우가 많다.

담수 또는 해수에는 정제되지 않은 부유물질 또는 고형물질이 포함되어 있으며, 이 물질들은 열교환장치로 유입되는 과정에서 튜브 또는 전열판 입구 부에 쌓여 냉각용 유체의 흐름을 방해하여 열교환장치의 성능을 저하 시킨다.

이 경우 점검, 청소 등을 위해 장치를 정지시키고 분해, 청소를 하는데 많은 장비와 인력을 필요로 한다.

즉 열 교환장치의 찌꺼기 제거작업에 있어서, 예비장치로 전환을 하여야 하며 냉각 보조물질 입구 부의 장치들을 분해한 후 복잡하고 미세한 부위에 끼어 있는 찌꺼기를 직접 제거하는 작업을 수행하였다.

그러나 장치의 분해작업에 많은 시간이 소요되며, 열 교환장치의 미세한 부위에 끼어있는 찌꺼기를 제거하는데 협소한 공간 등으로 작업이 어렵고 열교환장치를 2대 이상 설치해야 하는 비용소모가 발생되므로, 열 교환장치에 대한 찌꺼기 막힘 방지방법 및 제거방법을 위한 다양한 방법이 개발되고 있다.

한국공개특허 제2016-0066453호(2016.06.10 공개)

본 발명의 실시 예들은 열교환기의 사용 및 청소가 동시에 가능한 열교환기의 유체공급장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 열교환기의 입구 및 출구 중 어느 하나에 선택적으로 유체를 공급하는 전환유닛을 포함하고, 상기 전환유닛은 각각 유입구와, 한 쌍의 유출구 및 상기 한 쌍의 유출구를 선택적으로 개폐하는 디스크를 구비하며, 서로 이격된 제1 밸브몸체 및 제2 밸브몸체 및 양단에 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체에 각각 구비된 상기 디스크와 연결되는 밸브스템을 포함하는 열교환기의 유체공급장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 밸브스템의 양단은 각각 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체를 관통하여 회전할 수 있게 결합되며, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체 사이에 위치된 상기 밸브스템에는 상기 밸브스템을 회전시키기 위한 핸들이 결합될 수 있다.

또한 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체에 각각 구비된 한 쌍의 유출구 중 하나를 닫도록 상기 밸브스템이 이동하면, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체의 다른 하나의 유출구는 각각 상기 열교환기로 유체가 유입되는 부분과 상기 열교환기에서 열 교환된 유체가 배출되는 부분과 연결될 수 있다.

또한 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체에 각각 구비된 한 쌍의 유출구 중 하나를 닫도록 상기 밸브스템이 이동할 때 상기 제1 밸브몸체에서 개방된 유출구와 상기 제2 밸브몸체에서 닫힌 유출구를 상호 연통시킴과 아울러 상기 입구 및 상기 출구 중 어느 하나와 각각 연결되는 연결배관을 포함한다.

또한 상기 밸브스템은 상하방향으로 승강 이동할 수 있게 마련되고, 상기 밸브스템이 상부로 이동하면, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체의 상기 한 쌍의 유출구 중 각각 상부 쪽에 위치되는 유출구가 폐쇄되고, 상기 밸브스템이 하부로 이동하면, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체의 상기 한 쌍의 유출구 중 각각 하부 쪽에 위치되는 유출구가 폐쇄될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 열교환기의 입구에 이물질의 막힘이 발생 시 열교환기의 작동 중지 및 분해를 하지 않고서도 이물질 제거가 가능하여 열교환기의 연속적 운전시간 증가를 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기에 설치된 유체공급장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유체공급장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유체공급장치의 일방향 유체 흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유체공급장치의 타방향 유체 흐름을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기에 설치된 유체공급장치를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유체공급장치를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 열교환기의 유체공급장치(20)는 열교환기(10)의 튜브로 유입되는 유체의 흐름을 전환시키기 위한 전환유닛(30)과, 전환유닛(30)과 열교환기(10)를 연결하는 연결배관(40)을 포함한다.

전환유닛(30)은 하나의 핸들(31)을 조작하여 열교환기(10) 내부로 유입되는 유체의 흐름을 전환시킴에 의해 열교환기(10)의 내부에 쌓여진 이물질을 제거함과 동시에 열교환기(10) 본연의 목적을 수행할 수 있도록 한다.

전환유닛(30)은 상하방향으로 서로 이격된 상태로 배치되는 제1 밸브몸체(50) 및 제2 밸브몸체(60)와, 제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60)에 각각 구비된 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브스템(70)을 포함한다.

제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60)는 각각 3-way 밸브로 이루어질 수 있고, 하나의 밸브스템(70)을 통해 내부 유로는 선택적으로 개폐될 수 있다.

제1 밸브몸체(50)는 유체가 유입되는 제1 유입구(51)와, 제1 유입구(51)에서 유입된 유체가 배출되는 한 쌍의 제1 유출구(52,53)를 구비하고, 제1 유입구(51)와 한 쌍의 제1 유출구(52,53)를 연통시키는 유로에는 한 쌍의 제1 유출구(52,53)를 선택적으로 개폐하는 제1 디스크(54)가 배치될 수 있다.

제2 밸브몸체(60)는 유체가 유입되는 제2 유입구(61)와, 제2 유입구(61)에서 유입된 유체가 배출되는 한 쌍의 제2 유출구(62,63)를 구비하고, 제2 유입구(61)와 한 쌍의 제2 유출구(62,63)를 연통시키는 유로에는 한 쌍의 제2 유출구(62,63)를 선택적으로 개폐하는 제2 디스크(64)가 배치될 수 있다.

제1 디스크(54)와 제2 디스크(64)는 밸브스템(70)의 상하 양단에 결합되어, 밸브스템(70)의 승강 이동과 함께 연동하여 상하로 이동할 수 있다.

밸브스템(70)은 양단이 제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60)를 관통하여 내부로 삽입되며, 양단에는 각각 제1 디스크(54)와 제2 디스크(64)가 결합되게 된다.

제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60) 사이에 위치되는 밸브스템(70)에는 밸브스템(70)을 회전 조작하기 위한 핸들(31)이 결합되고, 핸들(31)의 회전방향에 따라 밸브스템(70)은 상하로 이동할 수 있게 된다.

밸브스템(70)이 일방향으로 회전하여 밸브스템(70)이 상승하게 되면, 제1 디스크(54)와 제2 디스크(64)는 각각 제1 상측 밸브시트(55)와 제2 상측 밸브시트(65)에 밀착되어 각 밸브몸체(50,60)에서 상부에 위치되는 제1 유출구(52)와 제2 유출구(62)를 닫게 된다.

또한 밸브스템(70)이 타방향으로 회전하여 밸브스템(70)이 하강하게 되면, 제1 디스크(54)와 제2 디스크(64)는 각각 제1 하측 밸브시트(56)와 제2 하측 밸브시트(66)에 밀착되어 각 밸브몸체(50,60)에서 하부에 위치되는 제1 유출구(53)와 제2 유출구(63)를 닫게 된다.

밸브스템(70)이 관통하여 결합되는 각 그랜드(57,67)에는 기밀 유지를 위한 패킹(미도시)이 설치될 수 있다.

연결배관(40)은 제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60)의 각 유출구(52,53,62,63)와 열교환기(10)의 입구(11)와 출구(12)를 각각 연결하여, 전환유닛(30)에서 제공되는 유체를 열교환기(10)에 제공할 수 있다.

연결배관(40)은 제1 밸브몸체(50)의 한 쌍의 제1 유출구(52,53) 중 하나(52)와 제2 밸브몸체(60)의 한 쌍의 제2 유출구(62,63) 중 하나(63)를 연결함과 동시에 열교환기(10)의 출구(12)를 연결하는 제1 연결배관(41)과, 제1 밸브몸체(50)의 한 쌍의 제1 유출구(52,53) 중 다른 하나(53)와 제2 밸브몸체(60)의 한 쌍의 제2 유출구(62,63) 중 다른 하나(62)를 연결함과 동시에 열교환기(10)의 입구(11)를 연결하는 제2 연결배관(42)을 포함한다.

이를 통해, 제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60)에 각각 구비된 한 쌍의 유출구 중 하나(52,62)를 닫도록 밸브스템(70)이 상부로 이동하면, 제1 밸브몸체(50)의 제1 유출구(53)는 제2 연결배관(42)을 통해 열교환기(10)의 입구(11)와 연통되고, 제2 밸브몸체(60)의 제2 유출구(63)는 제1 연결배관(41)을 통해 열교환기(10)의 출구(12)와 연통된다.

이와 반대로, 제1 밸브몸체(50)와 제2 밸브몸체(60)에 각각 구비된 한 쌍의 유출구 중 다른 하나(53,63)를 닫도록 밸브스템(70)이 하부로 이동하면, 제1 밸브몸체(50)의 제1 유출구(52)는 제1 연결배관(41)을 통해 열교환기(10)의 출구(12)와 연통되고, 제2 밸브몸체(60)의 제2 유출구(62)는 제2 연결배관(42)을 통해 열교환기(10)의 입구(11)와 연통된다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기의 유체공급장치의 작용에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 평상 시에는 핸들(31)을 조작하여 밸브스템(70)을 하부로 이동시킴에 의해 제1 밸브몸체(50)의 하부 측 제1 유출구(53)와 제2 밸브몸체(60)의 하부 측 제2 유출구(63)를 닫은 상태로 열교환기(10)로 유체를 공급한다.

이에 따라, 제2 밸브몸체(60)의 제2 유입구(61)를 통해 유입된 유체는 제2 밸브몸체(60)의 상부 측 제2 유출구(62)를 통해 배출된 후 제2 연결배관(42)을 거쳐 열교환기(10)의 입구(11)로 유입된다.

열교환기(10)의 입구(11)를 통해 유입된 유체는 열교환기(10)의 내부에 마련된 튜브를 통과하여 지나면서 열 교환된 후 열교환기(10)의 출구(12)를 통해 배출된다.

열교환기(10)의 출구(12)를 통해 배출되는 열 교환된 유체는 제1 연결배관(41)을 통해 제1 밸브몸체(50)의 상부 측 제1 유출구(52)에 전달되고, 제1 유입구(51)를 통해 외부로 배출된다.

한편 장기간 사용함에 의해 열교환기(10)의 입구(11) 또는 출구(12)에 이물질이 쌓이게 되면, 열교환기(10) 내부로의 유체 흐름을 방해함에 따라 열교환 성능을 저하시키게 된다.

이 경우, 작업자는 핸들(31)을 조작하여 도 4와 같이 밸브스템(70)을 상부로 이동시킴에 의해 열교환기(10)로 유입 및 유출되는 유체의 흐름을 전환시킨다.

즉 열교환기(10)의 출구(12) 쪽으로 유체가 유입되도록 하고, 열교환기(10)의 입구(11)에서는 열 교환된 유체가 배출되도록 함에 의해 열교환기(10)의 입구(11) 또는 출구(12)에 쌓여진 이물질이 배출되도록 함에 의해 열교환기(10)의 유체 흐름이 중단되지 않으므로 열교환기(10)의 운전을 중단 또는 분해하지 않고서도 이물질 제거가 가능하게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 열교환기, 11: 입구,
12: 출구, 20: 유체공급장치,
30: 전환유닛, 31: 핸들,
40: 연결배관, 41: 제1 연결배관,
42: 제2 연결배관, 50: 제1 밸브몸체,
51: 제1 유입구, 52,53: 제1 유출구,
54: 제1 디스크, 60: 제1 밸브몸체,
61: 제2 유입구, 62,63: 제2 유출구,
64: 제2 디스크, 70: 밸브스템.

Claims

열교환기의 입구 및 출구 중 어느 하나에 선택적으로 유체를 공급하는 전환유닛;을 포함하고,
상기 전환유닛은,
각각 유입구와, 한 쌍의 유출구 및 상기 한 쌍의 유출구를 선택적으로 개폐하는 디스크를 구비하며, 서로 이격된 제1 밸브몸체 및 제2 밸브몸체; 및
양단에 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체에 각각 구비된 상기 디스크와 연결되는 밸브스템;을 포함하고,
상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체에 각각 구비된 한 쌍의 유출구 중 하나를 닫도록 상기 밸브스템이 이동할 때 상기 제1 밸브몸체에서 개방된 유출구와 상기 제2 밸브몸체에서 닫힌 유출구를 상호 연통시킴과 아울러 상기 입구 및 상기 출구 중 어느 하나와 각각 연결되는 연결배관을 포함하는 열교환기의 유체공급장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브스템의 양단은 각각 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체를 관통하여 회전할 수 있게 결합되며, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체 사이에 위치된 상기 밸브스템에는 상기 밸브스템을 회전시키기 위한 핸들이 결합되는 열교환기의 유체공급장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체에 각각 구비된 한 쌍의 유출구 중 하나를 닫도록 상기 밸브스템이 이동하면, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체의 다른 하나의 유출구는 각각 상기 열교환기로 유체가 유입되는 부분과 상기 열교환기에서 열 교환된 유체가 배출되는 부분과 연결되는 열교환기의 유체공급장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 밸브스템은 상하방향으로 승강 이동할 수 있게 마련되고,
상기 밸브스템이 상부로 이동하면, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체의 상기 한 쌍의 유출구 중 각각 상부 쪽에 위치되는 유출구가 폐쇄되고, 상기 밸브스템이 하부로 이동하면, 상기 제1 밸브몸체와 상기 제2 밸브몸체의 상기 한 쌍의 유출구 중 각각 하부 쪽에 위치되는 유출구가 폐쇄되는 열교환기의 유체공급장치.