KR20020090171A - 열교환기의 관자동 착탈장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기(heat exchanger)를 반복적으로 사용함에 따라 관 내부 및 관 외부에 발생되는 스케일(scale)을 제거하기 위해 하우징으로부터 관을 자동으로 인출하였다가 관의 크리닝이 완료되고 나면 재결합하는 열교환기의 관자동 착탈장치에 관한 것으로, 크레인에 매달아 하우징으로부터 크리닝할 관을 자동으로 꺼낸 다음 크리닝이 완료되고 나면 관을 하우징의 내부로 용이하게 결합할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 사각틀형태의 프레임(7)과, 상기 프레임에 설치된 실린더(10)의 로드(10a)에 연결되어 프레임의 양측에 고정된 가이드레일(8)을 따라 이동하는 슬라이더(9)와, 상기 슬라이더에 설치되어 크레인에 매달리는 발란서(11)와, 상기 프레임의 상부 양측에 고정된 랙(14)에 얹혀져 피니언(16)의 회전에 따라 진퇴 운동하며 양측에 걸고리(39)가 고정된 대차(15)와, 상기 대차의 전면에 승강 가능하게 설치되어 안착판(27)상에 관(2)의 림부(2a)가 얹혀지며 림부를 걸어주는 후크(28)가 고정된 승강판(26)과, 상기 승강판을 구동시키는 구동수단과, 상기 프레임의 전면에 실린더(30)의 구동에 따라 인출 가능하게 설치되어 하우징(1)의 림부(1a)를 홀딩하는 클램퍼(31)로 구성된 것이다.

Description

열교환기의 관자동 착탈장치{Automatic Detachable Device of Heat Exchanger}

본 발명은 열교환기(heat exchanger)를 반복적으로 사용함에 따라 관 내부 및 관 외부에 발생되는 스케일(scale)을 제거하기 위해 하우징으로부터 관을 자동으로 인출하였다가 관의 크리닝이 완료되고 나면 재결합하는 열교환기의 관자동 착탈장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 열교환기를 일부 절결하여 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1의 종단면도로서, 열교환기는 원통형의 하우징(1)과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 관의 내부로 냉각수를 통과시켜 관외부를 따라 이동하는 고온의 유체와 열교환이 이루어지도록 하는 다수개의 관(2)과, 상기 다수의 관이 일체가 되도록 소정의 간격으로 설치된 배플(3)과, 상기 하우징의 내부로 고온의 유체가 유입되도록 하는 유입관(4)과, 상기 유입관을 통해 유입된 유체가 냉각수에 의해 냉각되어 외부로 배출되도록 하는 배출관(5)으로 구성되어 있다.

따라서 다수의 관(2)의 내부로 차거운 냉각수가 통과하는 과정에서 유입관(4)을 통해 고온의 유체가 유입되면 관의 내부를 통과하는 냉각수와 열교환이 이루어지게 되므로 유체가 냉각된 다음 배출관(5)을 통해 외부로 배출된다.

상기한 바와 같이 관(2)의 내부를 통과하는 냉각수에 의해 냉각되는 유체에는 여러 가지 성분이 포함되어 있어 열교환기를 장기간 사용함에 따라 관(2)의 외부는 물론이고 관의 내부에도 스케일(6)이 끼여 냉각수 및 유체의 원활한 흐름에 영향을 끼치게 되므로 주기적(약 6개월 정도)으로 하우징(1)으로부터 관(2)을 분리하여 관의 내부 및 외부에 끼인 스케일(6)을 제거하여야만 열교환기의 효율을 증대시키게 된다.

상기한 바와 같이 하우징(1)으로부터 관(2)을 분리하여 스케일(6)을 제거하기 위해서는 관의 전면에 아이보울트(도시는 생략함)를 나사 결합한 다음 상기 아이보울트에 포크레인 또는 크레인과 연결된 로프를 매단 다음 관(2)을 잡아 당겨하우징(1)으로 인출하여 크리닝하고 있는 실정이다.

그러나 이러한 종래의 방법은 하우징으로부터 관을 포크레인 또는 크레인으로 강제 인출하도록 되어 있으므로 관의 착탈에 따른 시간 지연으로 생산라인의 신속한 재가동이 불가능하게 되었음은 물론 관의 분리 및 장착 작업시 부주의에 의한 안전사고의 우려가 있었다.

또한, 하우징으로부터 관을 강제로 인출하거나, 장착하는 과정에서 부딪혀 관이 찌그러지거나, 심한 경우 찢어져 사용이 불가능해지게 되는 경우도 발생되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 크레인에 매달아 하우징으로부터 크리닝할 관을 자동으로 꺼낸 다음 크리닝이 완료되고 나면 관을 하우징의 내부로 용이하게 결합할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 사각틀형태의 프레임과, 상기 프레임에 설치된 실린더 로드에 연결되어 프레임의 양측에 고정된 가이드레일을 따라 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더에 설치되어 크레인에 매달리는 발란서와, 상기 프레임의 상부 양측에 고정된 랙에 얹혀져 피니언의 회전에 따라 진퇴 운동하며 양측에 걸고리가 고정된 대차와, 상기 대차의 전면에 승강 가능하게 설치되어 안착판상에 관의 림부가 얹혀지며 림부를 걸어주는 후크가 고정된 승강판과, 상기 승강판을 구동시키는 구동수단과, 상기 프레임의 전면에 실린더의 구동에따라 인출 가능하게 설치되어 하우징의 림부를 홀딩하는 클램퍼로 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관자동 착탈장치가 제공된다.

도 1은 일반적인 열교환기를 일부 절결하여 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 종단면도

도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 사시도

도 4는 본 발명을 나타낸 평면도

도 5는 실린더의 로드가 슬라이더에 연결된 상태의 종단면도

도 6은 도 5의 A - A선 단면도

도 7은 대차의 내부를 나타낸 구성도

도 8a 및 도 8b는 클램퍼가 하우징의 림부를 홀딩하는 상태도로서,

도 8a는 클램퍼가 하우징의 림부에 접근된 상태도

도 8b는 실린더의 구동으로 클램퍼가 림부를 홀딩한 상태도

도 9는 실린더의 로드에 고정된 로프가 하우징에 나사 결합된 아이보울트에 고정된 상태도

도 10은 대차의 걸고리에 고정된 로프가 관에 나사 결합된 아이보울트와 고정된 상태의 평면도

도 11a 및 도 11b는 대차에 의해 관의 림부를 홀딩하는 상태도로서,

도 11a는 대차의 이동으로 승강판이 관의 내부에 근접된 상태도

도 11b는 승강판의 상승으로 관의 림부에 후크가 걸린 상태도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 하우징2 : 림부

7 : 프레임8 : 가이드레일

9 : 슬라이더11 : 발란서

14 : 랙15 : 대차

16 : 피니언17 : 유압모터

26 : 승강판27 : 안착판

28 : 후크31 : 클램퍼

39 : 걸고리

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 내지 도 12를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 사시도이고 도 4는 본 발명을 나타낸 평면도로서, 본 발명은 사각틀형상의 프레임(7) 양측에 가이드레일(8)이 고정되어 있고 상기 가이드레일에는 슬라이더(9)가 끼워져 있는데, 상기 슬라이더는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 프레임(7)에 고정 설치된 실린더(10)의 로드(10a)와 연결되어 있다.

그리고 상기 슬라이더(9)에는 발란서(11)가 회동 가능하게 설치되어 있고 상기 발란서의 상부에는 본 발명을 크레인에 매달기 위한 후크(13)가 끼워지는 삽입공(12)이 형성되어 있다.

상기 프레임(7)의 상부 양측에 랙(14)이 고정되어 있고 상기 랙에는 도 7에 나타낸 바와 같이 대차(15)의 양측에 회전 가능하게 설치된 피니언(16)이 맞물려 있다.

상기 대차(15)의 내부에 설치된 유압모터(17)의 구동에 따라 회전하는 소형 스프라켓(18)이 설치되어 있고 상기 소형 스프라켓(18)은 제 1 체인(19)에 의해 대형 스프라켓(20)과 연결되어 있어 감속이 이루어지도록 되어 있다.

또한, 상기 대형 스프라켓(20)이 고정된 축(21)의 다른 일단에 스프라켓(22)이 설치되어 있고 피니언(16)이 고정된 축(23)상에도 스프라켓(24)이 설치되어 있으며 상기 스프라켓(22)(24)사이에는 제 2 체인(25)이 감겨져 있어 유압모터(17)의 구동으로 축(23)이 정, 역방향으로 회전함에 따라 대차(15)가 전, 후진하게 된다.

상기 대차(15)의 전면에 도 11에 나타낸 바와 같이 승강판(26)이 승강 가능하게 설치되어 있고 상기 승강판의 전면에는 "V"형상의 안착판(27)이 일체로 형성되어 있으며 상기 안착판에는 관(2)의 림부(2a)가 걸리는 후크(28)가 고정되어 있는데, 상기 승강판(26)은 실린더(29)의 구동에 따라 승강 운동하게 된다.

상기 프레임(7)의 전면 양측에 도 9에 나타낸 바와 같이 실린더(30)에 의해 진퇴 운동하는 클램퍼(31)가 각각 설치되어 있어 하우징(1)으로부터 관(2)을 인출시 하우징의 림부(1a)를 클램핑하게 된다.

또, 프레임(7)의 전면 양측에는 도 9에 나타낸 바와 같이 하우징(1)으로부터 관(2)을 인출시 하우징(1)이 일측으로 쏠리는 현상을 방지하도록 프레임(7)의 양측에 실린더(32)를 설치하도록 되어 있고 상기 실린더의 로드(32a)에 고정된 로프(33)는 풀리(34)를 거쳐 하우징(1)의 전면에 나사 결합되는 아이보울트(35)에 매달도록 되어 있다.

상기 실린더(10)(29)(30)(32) 및 유압모터(17)의 구동은 콘트롤러(도시는 생략함)에 의해 기계실(36)을 조작함에 따라 이루어지게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 프레임(7)에 설치된 발란서(11)가 일측으로 기울어진 상태인 경우에는상기 발란서(11)를 수직으로 세워 고정하고, 발란서(11)가 수직으로 세워져 고정된 상태라면 상기 발란서(11)의 삽입공(12)에 끼워진 후크(13)를 이용하여 본 발명의 착탈장치를 크레인에 고정한다.

이와 같이 본 장치를 크레인에 연결하고 나면 이를 상승시켜 클램퍼(31)를 도 8a와 같이 하우징(1)의 림부(1a)에 근접시키게 되는데, 이 때 클램퍼(31)는 프레임(7)으로부터 인출된 상태이다.

이러한 상태에서 프레임(7)의 선단과 클램퍼(31)사이에 하우징(1)의 림부(1a)가 위치되고 나면 도 8b와 같이 실린더(30)를 구동시켜 클램퍼(31)를 당기게 되므로 프레임(7)에 하우징(1)의 일단이 클램핑된다.

그 후, 프레임(7)의 양측에 설치된 실린더(32)의 로드(32a)를 전진시켜 로프(33)가 느슨해지도록 한 다음 상기 로프의 선단을 풀리(34)를 통해 감아 하우징(1)의 전면 상부에 나사 결합된 아이보울트(35)에 고정시키고 실린더(32)의 로드(32a)를 당겨 도 9와 같이 로프(33)가 긴장된 상태를 유지시킨다.

이는, 하우징(1)으로부터 관(2)을 인출하는 과정에서 무게 중심의 언발란스로 인해 하우징(1)이 일측으로 기울어지는 현상을 미연에 방지하기 위함이다.

상기 클램퍼(31) 및 로프(33)에 의해 하우징(1)을 고정시키고 나면 콘트롤러의 조작에 의해 유압모터(17)를 구동시켜 피니언(16)을 회전시키게 되므로 대차(15)가 하우징(1)측으로 이동하게 된다.

이와 같이 대차(15)가 하우징(1)측으로 이동하고 나면 도 10과 같이 관(2)의 전면에 나사 결합된 아이보울트(37)에 로프(38)의 일단을 고정함과 동시에 다른 일단을 대차(15)의 양측에 고정된 걸고리(39)에 각각 건 다음 피니언(16)을 역회전시키면 하우징(1)내에 위치되어 있던 관(2)이 화살표방향을 따라 일점쇄선과 같이 하우징(1)으로부터 인출되는데, 관(2)의 인출량은 일단에 형성된 림부(1a)가 하우징(1)으로부터 인출되어 외부로 노출될 때까지이다.

상기한 동작으로 하우징(1)으로부터 관(2)이 인출되고 나면 하우징(1)에 고정된 로프(38)를 풀어 제거한 후 대차(15)를 재전진시켜 안착판(27)에 고정된 후크(28)를 도 11a와 같이 관(2)의 후방에 위치시킨 다음 콘트롤러의 조작으로 대차(15)내에 설치된 실린더(29)의 로드를 인출시킨다.

이에 따라, 실린더(29)의 로드에 고정된 승강판(26)이 상승하게 되므로 후크(28)가 도 11b와 같이 관(2)의 림부(2a)에 걸리게 된다.

그 후, 유압모터(17)의 재구동으로 대차(15)를 이동시키면 하우징(1)으로부터 관(2)이 인출되는데, 상기 동작시 장비 전체의 발란스가 가변되므로 하우징(1)으로부터 관(2)이 빠져 나옴에 따라 실린더(10)를 구동시켜 발란서(11)를 관(2)의 인출방향과 반대방향으로 서서히 이동시켜 발란스를 유지하여야 된다.

상기 하우징(1)으로부터 관(2)이 완전히 빠져 나오고 나면 실린더(30)를 구동하여 하우징(1)의 림부(1a)를 클램핑하고 있던 클램퍼(31)의 클램핑을 해제함과 동시에 로프(33)를 풀고 크레인에 의해 관(2)이 얹혀진 본 발명의 장치를 안전한 곳으로 이동시킨 다음 본 발명의 장치를 바닥면에 내려 놓는다.

이와 같이 하우징(1)으로부터 분리된 관(2)을 크리닝하고자 하는 안전한 곳으로 이동하고 나면 발란서(11)를 관(2)의 운반시 간섭이 발생되지 않도록 일측으로 이동시키는데, 만약 발란서(11)가 수직상태에서 간섭이 발생된다면 일측으로 회동시키므로서 간섭 발생을 미연에 방지하게 된다.

한편, 관(2)의 크리닝이 완료되어 크레인에 의해 본 발명의 장치에 관(2)이 얹혀지고 나면 본 발명의 장치를 크레인에 매단 다음 하우징(1)측으로 접근하여 클램퍼(31)에 의해 하우징(1)의 림부(1a)를 클램핑함과 동시에 실린더(32)의 로드(32a)에 고정된 로프(33)를 하우징(1)의 전면에 나사 결합된 아이보울트(35)에 매달아 하우징(1)이 일측으로 쏠리는 현상을 방지하게 된다.

이에 따라, 크리닝 완료된 관(2)을 하우징(1)의 내부에 안전하게 재결합할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 프레임에 설치된 클램프 및 로프에 의해 하우징을 홀딩한 상태에서 관을 대차에 의해 하우징으로부터 약간 인출하여 안착판에 안착시킨 후 하우징으로부터 안전하게 인출하였다가 크리닝 장소에서 깨끗하게 크리닝한 후 하우징내에 재결합하게 되므로 욜교환기의 크리닝 시간을 대폭 줄일 수 있게 되고, 이에 따라 고가 장비의 가동률을 극대화하게 된다.

또한, 열교환기의 크리닝에 따른 안전사고의 발생을 미연에 방지함과 동시에 충돌에 따른 부품의 파손을 방지하게 되는 효과를 얻게 된다.

Claims (3)

1. 사각틀형태의 프레임과, 상기 프레임에 설치된 실린더 로드에 연결되어 프레임의 양측에 고정된 가이드레일을 따라 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더에 설치되어 크레인에 매달리는 발란서와, 상기 프레임의 상부 양측에 고정된 랙에 얹혀져 피니언의 회전에 따라 진퇴 운동하며 양측에 걸고리가 고정된 대차와, 상기 대차의 전면에 승강 가능하게 설치되어 안착판상에 관의 림부가 얹혀지며 림부를 걸어주는 후크가 고정된 승강판과, 상기 승강판을 구동시키는 구동수단과, 상기 프레임의 전면에 실린더의 구동에 따라 인출 가능하게 설치되어 하우징의 림부를 홀딩하는 클램퍼로 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관자동 착탈장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임의 전면 양측에 실린더를 설치하고 실린더의 로드에는 풀리를 통해 하우징 전면에 나사 결합된 아이보울트에 걸리는 로프가 고정된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관자동 착탈장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 발란서가 슬라이더에 회동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기의 관자동 착탈장치.