KR20090111089A - 관로 세척장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로 세척장치 및 방법에 관한 것으로 액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 기포 발생부, 상기 기포 발생부의 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 압축펄스 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 통하여 종래의 단순히 압축펄스만을 발생하는 세척방법에 비하여 보다 월등한 세척효과를 얻을 수 있으며, 장비의 운전을 멈추지 않고, 운전상태에서 이러한 세척작업을 수행할 수 있으므로, 스케일 제거에 따른 에너지 효율 증대, 운전의 효율적 관리뿐만 아니라, 생산성 향상 및 개보수 비용절감 효과를 얻을 수 있다.

기포, 펄스, 배관, 세척

Description

관로 세척장치 및 방법{Pipe cleaning device and method}

본 발명은 관로 세척장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래의 단순히 압축펄스만을 발생하는 세척방법에 비하여 보다 월등한 세척효과를 얻을 수 있으며, 장비의 운전을 멈추지 않고, 운전상태에서 이러한 세척작업을 수행할 수 있으므로, 스케일 제거에 따른 에너지 효율 증대, 운전의 효율적 관리뿐만 아니라, 생산성 향상 및 개보수 비용절감 효과를 얻을 수 있는 관로 세척장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 석유화학 및 정유사, 그리고 산업체에 설치되어 있는 배관 및 열교환기의 스케일 및 고형물을 On-Line 상태 (가동 중단 없이)에서 제거하는 세척장치 및 세척방법이다.

석유화학 및 정유사, 그리고 산업체에 설치되어 있는 배관 및 열교환기의 스케일 및 고형물을 제거하기 위해서는 일반적으로는 가동되는 장비를 정지하고, 작업장을 격리하여 화재 및 폭발 사고가 없도록 안전하게 내용물을 제거한 이후에 세척작업을 진행하므로, 많은 비용과 시간이 요구되며, 경우에 따라서는 위험도 수반하여야 한다.

또한 이와 같은 준비과정 이후의 세척방법도 화공약품으로 세척하거나, Water Jet를 이용한 방법 등이 있으나, 작업이 어려우며, 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

따라서 이를 해결하기 위하여 종래에 압축공기 펄스를 이용한 세척방법이 제안되었으나, 세척 효과가 낮아 실용화되지 못하고 있으며, 이를 개선하기 위하여 관내에 볼을 투입하는 방법이 제안되었으나, 이 또한 효율이 낮고, 볼을 회수하는 방법이 개선되지 않아 이를 시행하는 곳이 극히 드문 실정이다.

따라서 운전 장비를 세우지 않고, 온라인상에서 세척을 진행하면서도 세척 효율이 높은 세척장비 및 세척방법의 개발이 절실한 실정이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 종래의 단순히 압축펄스만을 발생하는 세척방법에 비하여 보다 월등한 세척효과를 얻을 수 있으며, 장비의 운전을 멈추지 않고, 운전상태에서 이러한 세척작업을 수행할 수 있으므로, 스케일 제거에 따른 에너지 효율 증대, 운전의 효율적 관리뿐만 아니라, 생산성 향상 및 개보수 비용절감 할 수 있는 관로 세척장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 기포 발생부; 및,

상기 기포 발생부의 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 압축펄스 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 세척 장치를 제공한다.

또한 본 발명은

액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 단계; 및,

상기 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 세척방법을 제공한다.

본 발명의 관로 세척장치 및 방법에 따르면, 종래의 단순히 압축펄스만을 발생하는 세척방법에 비하여 보다 월등한 세척효과를 얻을 수 있으며, 장비의 운전을 멈추지 않고, 운전상태에서 이러한 세척작업을 수행할 수 있으므로, 스케일 제거에 따른 에너지 효율 증대, 운전의 효율적 관리뿐만 아니라, 생산성 향상 및 개보수 비용절감 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 앞으로 Heavy Oil 등의 도입으로 인해 석유화학공정이나, 정유사의 공정에서 배관 또는 열교환기 내의 스케일 문제가 더욱 심각해질 수 있으므로 이와 같은 공정에 사용되는 각종 열교환기 및 냉각수에 사용되는 열관기 및, 배관에 가장 적합한 세척 시스템을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 관로 세척장치에 관한 것으로 액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 기포 발생부 및, 상기 기포 발생부의 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 압축펄스 발생부를 포함하여 구성된다.

이에 대한 구체적인 예는 도 1에 도시한 바와 같다. 즉, 본 발명의 관로 세척장치는 종래에 개발된 세척방법인 압축공기의 파동공급을 통한 관 세척 장치를 개선한 것으로 종래의 대한민국 특허등록 제305181호, 제312705호 등이 이에 해당한다. 이와 같은 관 세척장치는 단순히 압력파를 공급하는 것을 통하여 관을 세척 하고자 하는 것이나, 본 발명은 압축공기 펄스의 공급 이전에 먼저 미세기포를 공급하고, 이렇게 공급된 미세기포가 스케일의 분리 및 세척에 작용하도록 하는 것이다.

즉, 액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 기포 발생부를 둔다. 상기 기포 발생부는 통상의 압축기체를 이용하여 미세기포를 발생시키는 장치로서 이와 같이 미세기포를 먼저 관내에 공급하면 미세기포는 관내 및 스케일의 사이사이에 끼어들게 되고, 이후에 상기 압축펄스 발생부를 통하여 압축공기의 펄스를 가하게 되면, 미세기포는 압축 및 팽창을 펄스의 공급에 따라서 실시하게 되므로 스케일 내부에서 기포의 수축 팽창이 일어나 스케일을 관의 내역으로부터 떨어지게 한다, 이는 종래의 펄스 공급에 따른 기포발생보다 현저한 효과를 발생시키고, 세척효율을 배가하는 작용을 한다. 여기에 사용되는 상기 압축 펄스 발생부는 상기 기술한 종래의 등록 특허 및 공지 기술에서 제시된 다양한 방법 및 장치를 통하여 펄스를 발생하여 공급할 수 있다.

상기 기포발생 및 펄스발생에 이용되어지는 상기 압축기체는 어떤 것이라도 사용이 가능하며, 바람직하게는 관내에 채워진 액체(다양한 액체가 이에 사용되어질 수 있다.)의 종류에 따라서 이에 녹지 않고 반응하지 않는 것이면 좋고, 더욱 바람직하게는 공기 또는 질소인 것이 좋다. 공기는 일반적으로 상기 관내에 채워지는 액체가 물인 경우에 사용이 편리하고 저가이므로 유용하고, 질소의 경우에는 저가이면서 반응성이 낮아 석유화학 제품이나, 유류 등이 관내에 채워지는 액체로 존재하는 경우에 사용하는 것이 좋다.

또한 상기 기포발생에서 미세기포의 크기는 그 직경이 10 내지 300 ㎛인 것이 스케일 내부로 기포의 유입이 용이하므로 좋고, 상기 기포 발생부의 기포 발생 이후의 상기 압축펄스 발생부의 펄스 발생 시작은 상기 기포 발생부의 기포 발생 이후, 1 내지 5초 이후에 펄스를 발생하는 것이 미세기포의 소멸을 막고, 스케일 내로의 충분한 확산을 이룰 수 있으므로, 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2 내지 4초 이후에 펄스를 공급하는 것이 좋다.

또한 상기 압축 펄스 발생부의 펄스 발생은 기포 발생 이후에 1회만 할 수도 있고, 2회 이상을 할 수도 있으며, 바람직하게는 공급된 미세기포의 효용성을 높이기 위하여 상기 압축펄스 발생부는 적어도 2의 펄스를 간격을 두어 발생하는 것이 좋고, 이러한 펄스는 1 내지 10회/초 범위로 펄스 발생횟수를 조절할 수 있으며, 시스템의 구성 용이성 및 세척효율 측면에서 3 내지 5회/초로 진행하는 것이 바람직하다.

또한 더욱 바람직하게는 이와 같은 세척은 1회만으로 완료되기 어려우므로 상기 기포발생과 펄스 공급을 교번하여 수차례 진행하는 것이 바람직하므로, 본 발명의 관호 세척장치는 상기 기포 발생부의 기포 발생과 상기 압축펄스 발생부의 펄스 발생을 교번하여 작동하는 제어부를 더 포함하는 것이 좋고, 이 경우에 상기 제어부는 상기 압축펄스 발생부의 작동시, 펄스 발생을 1회 또는 적어도 2회 발생시키는 형태로 제어될 수 있다. 이때에도 상기 기술한 바와 같은 간격 및 유지 시간으로 펄스를 제공할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 본 발명의 관로 세척장치는 통상의 관로의 세척에 모두 적용할 수 있으며, 바람직하게는 통상의 배관 및 열교환기의 배관 및 열교환기 자체에 이를 적용하는 것이 세척에 따른 효율을 최대화할 수 있으므로 바람직하며, 특히 배관 및 열교환기에 이를 적용하는 경우에 세척 효율을 높이기 위해서는, 가능한 경우라면, 세척시의 관내 흐름 방향을 통상적인(세척을 하지 않은 경우) 운전시의 관내 흐름방향의 반대방향으로 하여 세척운전을 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 관로 세척장치 운전시의 상기 관내의 액체는 정상운전 흐름 방향의 반대방향으로 흐르도록 하는 것이, 정상 운전시의 흐름에 대하여 저항을 덜 받도록 이에 순응하여 형성된 스케일의 제거에 도움이 된다.

또한 본 발명은 이와 같은 관로 세척방법을 제공하는 바, 이는 액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 단계 및, 상기 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며, 이에 대한 설명은 상기 기술한 바와 같으며, 이에 적용되는 미세기포의 크기, 압축기체의 종류, 시간간격 조절 등도 상기 기술한 바와 같은 형식으로 이를 실시할 수 있다.

또한 세척 방법에 있어서도, 상기 기술한 바와 같이, 상기 기포 발생과 상기 펄스 발생을 교번하여 작동할 수 있으며, 이 경우에, 상기 압축펄스 발생시, 펄스 발생을 1회 또는 적어도 2회 발생시키는 형태로 이를 구성할 수 있음은 물론이며, 이와 같은 관로 세척 방법은 배관 또는 열교환기에 적용할 수 있으며, 세척 효율을 높이기 위해서는, 가능한 경우(특히 열교환기의 경우가 가능성이 높음.)라면, 세척시의 관내 흐름 방향을 통상적인(세척을 하지 않은 경우) 운전시의 관내 흐름방향 의 반대방향으로 하여 세척운전을 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 관내의 액체는 상기 관로의 정상운전시의 흐름 방향의 반대방향으로 흐르도록 하는 것이, 정상 운전시의 흐름에 대하여 저항을 덜 받도록 이에 순응하여 형성된 스케일의 제거에 도움이 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

도 1은 본 발명의 관로 세척 장치 및 방법과 이의 작동원리를 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims (8)

1. 액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 기포 발생부; 및,

   상기 기포 발생부의 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 압축펄스 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기포는 직경이 10 내지 300 ㎛이고,

   상기 압축기체는 공기 또는 질소이고,

   상기 압축펄스 발생부는 상기 기포 발생부의 기포 발생 이후, 1 내지 5초 이후에 펄스를 발생하는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 압축펄스 발생부는 적어도 2의 펄스를 간격을 두어 발생하는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기포 발생부의 기포 발생과 상기 압축펄스 발생부의 펄스 발생을 교번 하여 작동하는 제어부를 더 포함하고,

   상기 제어부는 상기 압축펄스 발생부의 작동시, 펄스 발생을 1회 또는 적어도 2회 발생시키는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 관로는 배관 또는 열교환기이고,

   상기 관로 세척장치 운전시의 상기 관내의 액체는 정상운전 흐름 방향의 반대방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
6. 액체가 채워진 관 내부에 압축기체를 공급하여 관 내부에 기포를 발생시키는 단계; 및,

   상기 기포 발생이후에 압축기체를 발생시켜 상기 관 내부에 펄스 형태로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 세척방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 기포 발생과 상기 펄스 발생을 교번하여 작동하고, 상기 압축펄스 발생시, 펄스 발생을 1회 또는 적어도 2회 발생시키는 것을 특징으로 하는 관로 세척방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 관로는 배관 또는 열교환기이고,

   상기 관내의 액체는 상기 관로의 정상운전시의 흐름 방향의 반대방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 관로 세척방법.

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