KR200442124Y1

KR200442124Y1 - Ultrasonic piping cleaner

Info

Publication number: KR200442124Y1
Application number: KR2020070008993U
Authority: KR
Inventors: 정회승; 이은섭
Original assignee: 주식회사 울쏘하이텍; 주성대학산학협력단
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-10-10

Abstract

본 고안은 원통형 배관의 내벽에 누적되어 부착된 오염물질을 제거하거나 배관내벽에 오염물질이 부착되는 것을 사전에 방지하기 위하여 세정될 배관의 길이방향을 따라 초음파진동을 인가하도록 사용되는 초음파 배관세정기에 관한 것이다.The present invention is an ultrasonic pipe cleaner used to remove ultrasonic contaminants accumulated on the inner wall of a cylindrical pipe or to apply ultrasonic vibration along the longitudinal direction of the pipe to be cleaned in order to prevent contaminants from adhering to the inner wall of the pipe. It is about.

초음파진동자(12)의 단부에는 원통형 단면인 배관(10)의 외면에 밀착되는 초음파 혼(16)이 부착된 초음파세정유니트(18, 18')가 배관(10)에 대하여 체결수단(22)으로 체결고정된다. 본 고안에 따라서, 초음파 혼(16)이 사각형의 판상의 형태이고 초음파 혼(16)의 크기는 배관(10)의 길이방향으로 주진동이 이루어질 수 있도록 배관(10)의 길이방향의 크기가 폭의 크기에 비해 2배 이상 큼을 특징으로 한다.At the end of the ultrasonic vibrator 12, ultrasonic cleaning units 18, 18 ′ with an ultrasonic horn 16 attached to the outer surface of the pipe 10 having a cylindrical cross section are fastened to the pipe 10. Fastening is fixed. According to the present invention, the ultrasonic horn 16 is in the form of a square plate and the size of the ultrasonic horn 16 is the length of the longitudinal direction of the pipe 10 so that main vibration can be made in the longitudinal direction of the pipe 10. It is characterized by being more than twice as large as its size.

초음파 배관세정기, 초음파진동자. 초음파 혼, 배관세정. Ultrasonic tubular cleaners, ultrasonic vibrators. Ultrasonic horn, plumbing cleaning.

Description

Ultrasonic Tubing Cleaner {ULTRASONIC PIPING CLEANER}

도 1은 본 고안의 제1실시형태를 보인 분리사시도.1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안 제1실시형태의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of the first embodiment of the present invention;

도 3은 동 횡단면도.3 is a cross-sectional view of the same.

도 4는 본 고안의 제2실시형태를 보인 분리사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 고안 제2실시형태의 횡단면도.5 is a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호설명Explanation of Signs of Major Parts of Drawings

10... 배관 12, 12'... 초음파진동자10 ... Piping 12, 12 '... Ultrasonic Oscillator

16... 초음파 혼 18, 18'... 초음파세정유니트16 ... Ultrasonic Horn 18, 18 '... Ultrasonic Cleaning Unit

본 고안은 초음파 배관세정기에 관한 것으로, 특히 원통형 배관의 내벽에 누적되어 부착된 오염물질을 제거하거나 배관내벽에 오염물질이 부착되는 것을 사전에 방지하기 위하여 세정될 배관의 길이방향을 따라 초음파진동을 인가하도록 사용되는 초음파 배관세정기에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic pipe cleaner, and in particular, ultrasonic vibration along the longitudinal direction of the pipe to be cleaned to remove contaminants accumulated on the inner wall of the cylindrical pipe or to prevent the contaminants from adhering to the inner wall of the pipe. An ultrasonic tubing cleaner used to apply.

일반적으로, 초음파 진동자(ultrasonic resonator)는 전기에너지를 기계적 진동으로 변환시켜 초음파를 발생시킨다. 이러한 초음파 진동자는 초음파 가습기, 초음파 자극기, 초음파 피부마사지기와 같은 생활용품으로부터 초음파 세정기, 초음파 융착기, 정밀계측 센서 등과 같은 산업분야 등에 적용되며, 군사용으로 잠수함의 음향탐지기, 어업용으로 어군탐지기 및 의료용으로 초음파 진단기, 초음파 수치료기 등에까지 활용된다.In general, an ultrasonic resonator converts electrical energy into mechanical vibration to generate ultrasonic waves. These ultrasonic vibrators are applied to industrial fields such as ultrasonic cleaners, ultrasonic welding machines, precision measuring sensors, etc. from household goods such as ultrasonic humidifiers, ultrasonic stimulators, ultrasonic skin massagers, etc. It is also used for diagnostic devices and ultrasonic hydrotherapy devices.

특히, 초음파 세정기는 수조내부의 공간에 피세정물을 집어넣고 물 또는 알콜등의 유기용제를 매질로하여 하부측으로부터 초음파를 인가함으로써 단시간에 복잡한 형상의 피세정물을 균일하게 세정할 수 있는 장점을 가지므로 산업 전반에 걸쳐 폭 넓게 이용되고 있다. 그러나 일반적인 초음파 세정기는 수조내부에서 세정작업이 이루어지므로 산업현장에 설치되어 있는 대형기물이나 또는 고정적으로 설치되어 있는 기물의 경우 이들 내부의 오염물을 제거하기 위하여 초음파 세정기를 이용한 세정이 곤란한 문제가 있다.In particular, the ultrasonic cleaner puts the to-be-cleaned object into the space inside the tank and applies the ultrasonic wave from the lower side with the organic solvent such as water or alcohol as a medium to uniformly clean the to-be-cleaned object in a short time. It is widely used throughout the industry. However, since the general ultrasonic cleaner is cleaned inside the tank, it is difficult to clean the ultrasonic cleaner in order to remove contaminants therein in the case of large or fixed installations installed at industrial sites.

한편, 산업현장에는 가스 및 용액의 이송을 위한 배관이 설치되어 있는 경우가 많으며 사용중 배관과 이송물질간의 물리적인 결합 또는 화학적인 반응에 의해 배관 내부면에 오염물질과 같은 이물질이 누적되는 경우가 흔히 발생되고 이 경우 배관의 내부직경이 좁아지는 효과로 인해 압력이 상승하고 이송작업이 원활하게 이루어지지 못하는 현상이 발생하게 된다. 배관의 내부 오염물질을 제거하기 위해서는 초음파 세정이 효과적으로 이용될 수 있으나 일반적인 초음파 세정기를 사용하기 위해서는 현장에서의 이송작업을 중단하고 배관을 분리한 후 세정하여야 하므로 시간 및 비용의 낭비가 심각하게 된다. 다른 방법으로 초음파 진동자를 배관에 직 접 연결하여 초음파에너지를 인가하는 방법을 생각할 수 있으나 배관의 굴곡면과 초음파진동자를 일체형으로 체결하여 효율적으로 초음파에너지를 인가하기가 쉽지 않은 문제가 대두된다. 일부의 경우 보일러 배관의 내부 세정을 위해 초음파진동부 말단의 혼(horn)을 배관에 용접하여 일체화하여 사용하는 경우가 있으나 이 경우 초음파진동자의 특성이 크게 변화하여 최적 구동조건을 찾기가 어려우며 초음파 전달방향과 배관의 길이방향이 수직으로 만나게 되어 용접한 부위에만 세정효과가 이루어지고 다른 부위에서는 세정효과가 현저히 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, industrial sites are often equipped with pipes for gas and liquid transfer, and foreign substances such as contaminants accumulate on the inner surface of the pipe due to physical coupling or chemical reaction between the pipe and the transfer material during use. In this case, due to the effect of narrowing the inner diameter of the pipe rises the pressure and the phenomenon that the transfer operation is not made smoothly. Ultrasonic cleaning can be effectively used to remove internal contaminants in the pipe, but in order to use a general ultrasonic cleaner, the transfer work in the field must be stopped and the pipe must be separated and cleaned. As another method, the ultrasonic vibrator may be directly connected to the pipe to apply ultrasonic energy. However, it is difficult to efficiently apply ultrasonic energy by integrally coupling the curved surface of the pipe and the ultrasonic vibrator. In some cases, the horn at the end of the ultrasonic vibrator may be welded to the pipe to be used for internal cleaning of the boiler pipe, but in this case, the characteristics of the ultrasonic vibrator change greatly, making it difficult to find the optimal driving conditions. Since the direction and the longitudinal direction of the pipe vertically meets the cleaning effect is made only in the welded portion, there was a problem that the cleaning effect is significantly lowered in other parts.

본 고안에 있어서는 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안은 초음파진동자의 단부에 부착되어 초음파를 배관에 전달하는 초음파 혼을 그 배관방향의 길이가 폭에 비하여 적어도 두배 이상 크도록 설계하여 초음파 에너지가 배관의 길이방향을 따라 진행될 수 있도록 함으로써 배관을 분해하지 않고 작업중인 상태에서도 배관의 세정이 이루어질 수 있도록 하고 초음파진동자가 배치된 위치뿐만 아니라 배관길이 전체에 대하여서도 세정효과가 발생하는 초음파 배관세정기를 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention is devised to solve such a conventional problem, the present invention is an ultrasonic horn attached to the end of the ultrasonic vibrator to deliver ultrasonic waves to the pipe so that the length of the pipe direction is at least twice as large as the width. Designed to allow ultrasonic energy to proceed along the longitudinal direction of the pipe, so that the pipe can be cleaned even when the pipe is in operation without disassembling the pipe, and the cleaning effect is generated not only on the location of the ultrasonic vibrator but also on the entire pipe length. The purpose is to provide an ultrasonic pipe cleaner.

이를 위하여, 본 고안에 있어서는 초음파진동자의 단부에는 원통형 단면인 배관의 외면에 밀착되는 초음파 혼이 부착된 초음파세정유니트가 배관(10)에 대하여 체결수단으로 체결고정되는 초음파 배관세정기를 제공한다. 본 고안에 따라서, 초음파 혼은 사각형의 판상의 형태이고 초음파 혼의 크기는 배관의 길이방향으로 주진동이 이루어질 수 있도록 배관의 길이방향의 크기가 폭의 크기에 비해 2배 이 상 크다.To this end, the present invention provides an ultrasonic pipe cleaner in which an ultrasonic cleaning unit having an ultrasonic horn attached to an outer surface of a pipe having a cylindrical cross section is fastened and fastened to the pipe 10 by a fastening means. According to the present invention, the ultrasonic horn is in the form of a rectangular plate and the size of the ultrasonic horn is greater than twice the size of the width of the longitudinal direction of the pipe so that the main vibration can be made in the longitudinal direction of the pipe.

본 고안에 있어서, 초음파 혼을 따라 초음파가 전달되는 과정에서 양단면에서 형성되는 반사파에 의한 진동감쇄를 방지하기 위하여, 초음파 혼의 길이가 진동의 파장과 같거나 배수가 되는 것이 좋다. 또한 본 고안에 있어서, 하나의 초음파진동자와 하나의 초음파 혼으로 구성되는 한쌍의 초음파세정유니트가 배관에 대하여 대향되게 배치될 수 있다. 또한 배관에 고정배치되는 하나의 초음파 혼에 둘 이상의 초음파진동자가 배치될 수 있다.In the present invention, in order to prevent vibration attenuation caused by reflected waves formed at both ends in the process of transmitting ultrasonic waves along the ultrasonic horn, the length of the ultrasonic horn is preferably equal to or multiple of the wavelength of the vibration. In addition, in the present invention, a pair of ultrasonic cleaning units composed of one ultrasonic vibrator and one ultrasonic horn may be disposed to face the pipe. In addition, two or more ultrasonic vibrators may be disposed in one ultrasonic horn fixedly arranged in the pipe.

본 고안을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail based on the accompanying drawings as follows.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 제1실시형태를 보인 것이다. 본 고안에 따라서, 피세정물인 원통형 단면의 배관(10)이 초음파진동자(12)를 이용하여 세정될 수 있도록 한다. 이를 위하여, 초음파진동자(12)의 단부에는 배관(10)의 외면에 밀착될 수 있도록 반원형의 접속면(14)을 갖는 판상의 초음파 혼(16)이 부착되어 배관(10)의 축선을 중심으로 하여 대향되게 설치될 수 있는 한쌍의 초음파세정유니트(18)(18')가 제공된다. 이들 한쌍의 초음파세정유니트(18)(18')가 배관(10)에 대하여 대향되게 배치되어 고정될 수 있도록 판상의 초음파 혼(16)의 양단 가장자리에 각각 형성된 체결공(20)을 통하여 체결되는 체결수단(22)으로 체결고정된다. 이 실시형태에서, 체결수단(22)은 볼트(24)와 너트(26)이다.1 to 3 show a first embodiment of the present invention. According to the present invention, the pipe 10 of the cylindrical cross section to be cleaned can be cleaned using the ultrasonic vibrator 12. To this end, a plate-shaped ultrasonic horn 16 having a semi-circular connecting surface 14 is attached to the end of the ultrasonic vibrator 12 so as to be in close contact with the outer surface of the pipe 10, and is centered on the axis of the pipe 10. There is provided a pair of ultrasonic cleaning units 18, 18 'which can be installed oppositely. These pairs of ultrasonic cleaning units 18 and 18 'are fastened through fastening holes 20 formed at both edges of the plate-shaped ultrasonic horn 16 so that the pair of ultrasonic cleaning units 18 and 18' can be disposed to be fixed to face the pipe 10. It is fastened and fastened by the fastening means 22. In this embodiment, the fastening means 22 are bolts 24 and nuts 26.

본 고안에서 중요한 것은 초음파 혼(16)이며 또한 그 크기의 설계가 중요하다. 일반적으로 초음파진동자가 진동할 때 설계된 형상에 의해 주진동모드가 결정되며 초음파구동회로에 의하여 구동되는 20kHz-40kHz 대역의 BLT형식인 초음파진동자는 높이방향의 진동을 하게 된다. 이러한 형태의 초음파진동자를 본 고안에 적용하는 경우, 초음파진동자(12)의 진동방향은 배관(10)에 대하여 수직인 방향이 되고 따라서 배관(10)의 길이방향으로 초음파에너지를 전달하기 위해서는 초음파진동자(12)의 진동을 90°변화시켜 배관(10)에 전달할 수 있는 초음파 혼(16)의 역할이 필요하다. 초음파 혼(16)은 기본적으로 사각형의 판상형태를 가지며 배관(10)의 길이방향으로 주진동이 이루어질 수 있도록 하려면 배관(10)의 길이방향의 크기(L2)가 폭의 크기(L1)에 비해 2배 이상 클 것이 요구된다. 또한, 초음파 혼(16)을 따라 초음파가 전달되는 과정에서 양단면에서의 반사파가 형성되며 반사파에 의한 진동감쇄를 막기 위해서는 초음파 혼(16)의 길이가 진동의 파장과 같거나 배수가 될 것이 요구된다.Important in the present invention is the ultrasonic horn 16 and the design of its size is important. In general, the main vibration mode is determined by the designed shape when the ultrasonic vibrator vibrates, and the ultrasonic vibrator of the BLT type in the 20 kHz to 40 kHz band driven by the ultrasonic driving circuit vibrates in the height direction. When the ultrasonic vibrator of this type is applied to the present invention, the vibration direction of the ultrasonic vibrator 12 becomes a direction perpendicular to the pipe 10, and thus, to deliver ultrasonic energy in the longitudinal direction of the pipe 10, the ultrasonic vibrator The role of the ultrasonic horn 16 which can transmit the vibration of (12) by 90 ° to the pipe 10 is necessary. The ultrasonic horn 16 basically has a rectangular plate shape, and in order to allow the main vibration to be made in the longitudinal direction of the pipe 10, the length L 2 of the pipe 10 is 2 compared to the width L 1. It is required to be more than twice as large. In addition, in the process of transmitting ultrasonic waves along the ultrasonic horn 16, reflected waves are formed at both ends, and the length of the ultrasonic horn 16 needs to be equal to or multiple of the wavelength of the vibration to prevent vibration attenuation by the reflected waves. do.

특히, 본 고안의 이러한 실시형태에서는 초음파진동자(12)와 초음파 혼(16)으로 구성되는 한쌍의 초음파세정유니트(18)(18')가 배관(10)에 대하여 대향되게 배치되므로 초음파세정효과를 배가할 수 있을 것이다.In particular, in this embodiment of the present invention, since the pair of ultrasonic cleaning units 18 and 18 ′ composed of the ultrasonic vibrator 12 and the ultrasonic horn 16 are disposed to face the pipe 10, the ultrasonic cleaning effect is improved. I will be able to double.

이와 같은 본 고안의 제1실시형태는 한쌍의 초음파세정유니트(18)(18')를 내부세정이 요구되는 피세정물인 배관(10)의 외면에 대향되게 배치고정한 상태에서 초음파구동회로를 통하여 초음파진동자(12)를 구동시킬 때, 배관(10)에 대하여 수직인 방향의 초음파진동자(12)의 초음파진동은 배관(10)의 길이방향의 크기(L2)가 폭의 크기(L1)에 비해 2배 이상인 크기를 갖는 초음파 혼(16)을 통하여 90°변화되어 배관(10)에 전달됨으로서 배관(10)의 내부오염물질을 초음파세정시킬 수 있다.In the first embodiment of the present invention, a pair of ultrasonic cleaning units 18 and 18 'are disposed so as to face the outer surface of the pipe 10, which is the object to be cleaned. When driving the vibrator 12, the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 12 in the direction perpendicular to the pipe 10 has a length L2 in the longitudinal direction of the pipe 10 compared to the size L1 of the width. By changing the 90 ° through the ultrasonic horn 16 having a size that is more than twice the pipe 10 can be ultrasonic cleaning of the internal pollutants in the pipe (10).

도 4 및 도 5는 본 고안의 제2실시형태를 보인 것이다. 이 실시형태에서는 제1실시형태와 동일 또는 유사한 구성요소에 대하여 동일한 부호로 표시하였다. 본 고안의 이러한 제2실시형태는 상기 제1실시형태에서 한쌍의 초음파세정유니트(18)(18')가 사용된 것에 반하여 하나의 초음파세정유니트(18)가 사용되었다. 이 실시형태에서, 초음파세정유니트(18)는 배관(10)의 외면에 밀착될 수 있는 반원형 접속면(14)을 갖는 판상의 초음파 혼(16)과 이러한 초음파 혼(16)에 결합된 두개의 초음파진동자(12)(12')로 구성된다. 비록 도시된 실시형태에서는 초음파 혼(16)에 두개의 초음파진동자(12)(12')가 배치된 것으로 보이고 있으나, 그 이상의 초음파진동자가 배치될 수도 있을 것이다. 이러한 초음파세정유니트(18)을 배관(10)에 고정설치하기 위한 체결수단(22)은 U-볼트(24')와 너트(26')이다. 이와 같은 본 고안의 제2실시형태의 경우에도 초음파 혼(16)이 배관(10)의 길이방향으로 주진동이 이루어질 수 있도록 배관(10)의 길이방향의 크기(L2)가 폭의 크기(L1)에 비해 2배 이상 크게 구성된다. 따라서, 이 실시형태에서도 초음파세정유니트(18)를 내부세정이 요구되는 피세정물인 배관(10)의 외면에 대향되게 배치고정한 상태에서 초음파구동회로를 통하여 초음파진동자(12)(12')를 구동시킬 때, 배관(10)에 대하여 수직인 방향의 초음파진동자(12)(12')의 초음파진동이 배관(10)의 길이방향의 크기(L2)가 폭의 크기(L1)에 비해 2배 이상인 크기를 갖는 초음파 혼(16)을 통하여 90°변화되어 배관(10)에 전달됨으로서 배관(10)의 내부오염물질을 초음파세정시킬 수 있다.4 and 5 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same or similar components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In this second embodiment of the present invention, a pair of ultrasonic cleaning units 18 and 18 'is used in the first embodiment, whereas one ultrasonic cleaning unit 18 is used. In this embodiment, the ultrasonic cleaning unit 18 is a plate-shaped ultrasonic horn 16 having a semi-circular connecting surface 14 that can be in close contact with the outer surface of the pipe 10 and two coupled to the ultrasonic horn 16. Ultrasonic vibrator 12, 12 '. Although the illustrated embodiment shows that two ultrasonic vibrators 12, 12 'are disposed in the ultrasonic horn 16, further ultrasonic vibrators may be arranged. The fastening means 22 for fixing the ultrasonic cleaning unit 18 to the pipe 10 is a U-bolt 24 'and a nut 26'. In the case of the second embodiment of the present invention as described above, the length L2 of the longitudinal direction of the pipe 10 is the width L1 so that the ultrasonic horn 16 can be subjected to the main vibration in the longitudinal direction of the pipe 10. It is more than twice larger than. Therefore, in this embodiment, the ultrasonic vibrator 12 (12 ') is driven through the ultrasonic drive circuit in a state where the ultrasonic cleaning unit 18 is fixedly disposed to face the outer surface of the pipe 10, which is the object to be cleaned. In this case, the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrators 12, 12 'in the direction perpendicular to the pipe 10 is greater than twice the length L1 of the length 10 in the longitudinal direction of the pipe 10. By changing the 90 ° through the ultrasonic horn 16 having a size is delivered to the pipe 10 it can be ultrasonic cleaning of the internal pollutants of the pipe (10).

이와 같이, 본 고안은 초음파진동자의 단부에 부착되어 초음파를 배관에 전 달하는 초음파 혼을 그 배관방향의 길이가 폭에 비하여 적어도 두배 이상 크도록 설계하여 초음파 에너지가 배관의 길이방향을 따라 진행될 수 있도록 함으로써 배관을 분해하지 않고 작업중인 상태에서도 배관의 세정이 이루어질 수 있도록 하고 초음파진동자가 배치된 위치뿐만 아니라 배관길이 전체에 대하여서도 세정효과가 발생하는 초음파 배관세정기를 제공한다.In this way, the present invention is designed so that the ultrasonic horn attached to the end of the ultrasonic vibrator to deliver the ultrasonic wave to the pipe is at least twice as large as the length of the pipe direction so that the ultrasonic energy can proceed along the length of the pipe. Thus, the pipe can be cleaned even when the pipe is in operation without disassembling the pipe, and the ultrasonic pipe cleaner which generates the cleaning effect not only at the position where the ultrasonic vibrator is disposed but also the entire pipe length is provided.

Claims

delete

At the end of the ultrasonic vibrator 12, ultrasonic cleaning units 18, 18 ′ with an ultrasonic horn 16 attached to the outer surface of the pipe 10 having a cylindrical cross section are fastened to the pipe 10. In the ultrasonic pipe cleaner which is fastened and fastened,

The ultrasonic horn 16 is in the form of a rectangular plate and the size of the ultrasonic horn 16 is twice as large as the width in the longitudinal direction of the pipe 10 so that the main vibration can be made in the longitudinal direction of the pipe 10. As described above, the length of the ultrasonic horn 16 is equal to or multiples of the wavelength of the vibration in order to prevent vibration attenuation caused by reflected waves formed at both ends in the process of transmitting ultrasonic waves along the ultrasonic horn 16. Ultrasonic Tubing Cleaner.

The method of claim 2,

A pair of ultrasonic cleaning units (18) (18 '), each of which consists of one ultrasonic vibrator (12) and one ultrasonic horn (16), is disposed so as to face the pipe (10).

The method of claim 2,

Ultrasonic tubular cleaner, characterized in that two or more ultrasonic vibrators (12, 12 ') are arranged in one ultrasonic horn (16) fixed to the tubing (10).