KR20120100679A - 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치 - Google Patents

열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치 Download PDF

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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G9/00—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents

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Abstract

본 발명에 따르면, 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 열교환매체가 유입되는 유입관과 연결되는 유입구와 유출관과 연결되는 유출구를 가지며, 유입구를 통하여 유입되는 열교환 매체와 외기 또는 별도의 열교환매체와 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환부와, 상기 열교환부를 통하여 흐르는 열교환매체에 열교환부의 세척 또는 스케일 제거를 위한 나노/마이크로 버블을 공급하는 나노/마이크로 버블발생기를 가지는 나노/마이크로 버블 공급 유닛를 구비한다. 나노/마이크로 버블 공급은 열교환기의 종류, 크기, 유량, 체류시간 등을 감안하여 타이머와 자동발브를 통한 제한적 공급일 수도 있고 수동으로 연속 공급할 수 도 있다.

Description

열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치{apparatus for washing the heat exchanger}
본 발명은 열교환기의 세척 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 나노/마이크로 버블을 이용하여 열교환매체가 유동하는 열교환기의 내면에 스케일이 생성되는 것을 억제하고, 열교환기를 세척할 수 있는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치에 관한 것이다.
통상적으로 각종 산업현장, 화학공장, 각종 공기조화 장치 등에 이용되는 각종 열교환기는 열교환을 위하여 지속적으로 열교환매체가 흐르게 되므로 이를 구성하는 탱크와 튜브의 표면에 스케일이 부착되어 열교환 효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
특히, 판형 열교환기는 열교환 효율이 높아 경제적으로 많은 이익이 발생하는 장점이 있으며, 또한 모든 공장 냉각수 설비에 설치되는 냉각탑의 경우 많은 부 지가 소요되고 냉각수 관리에 인력, 기술 및 약품이 소요되기 때문에 냉각탑 대신 판형 열교환기를 사용하고 있다.
판형 열교환기는 냉수(저온수)와 온수(고온수) 가열 교환판이 연속으로 배치된 열교환기의 하부와 상부에서 유입되어 열교환이 이루어지는데, 이때 열교환판 사이의 간격이 약 3mm이하로 매우 작아 스케일이 열교환판에 부착될 경우 스케일 제거에 큰 어려움이 있다.
이러한 열교환기에 스케일이 발생할 경우 에너지 효율뿐만 아니라 기기의 성능 저하가 일어나 경제적 손실과 산업생산성 감소현상이 일어나므로 스케일을 제거하면서 사용하고 있다. 종래 방법에 의한 스케일 제거방법은 열교환기를 해체하여 각각의 열교환판을 고압수로 세척하거나 세정약품으로 스케일을 제거한 후, 열교환기를 다시 조립하는 것이다.
고압수로 세척할 경우에는 스케일 청소 및 열교환기를 재조립하는데 3~5일 정도가 걸려 시간이 많이 요구되고, 또한 화학약품으로 세척할 경우에는 스케일이 잘 제거되지 않을 뿐만 아니라 열교환기에 설비부식을 일으키는 문제점이 있다.
또한, 스케일 제거를 위해 판형 열교환기를 해체한 후, 강산과 분산제를 혼용해서 사람이 직접 스케일을 제거해야 했기 때문에 인력과 시간이 많이 소요되고, 열교환 설비의 손상도 매우 큰 문제점이었다.
이러한 해결하기 위한 방안으로 대한민국 특허공개 제2001-0053383호에서는 열교환기로 담수를 순환시키고, 담수에 약품을 혼합하여 담수를 순환시켜 열교환기 내부의 스케일을 제거하는 약품을 투입하고, 가성소다를 이용하여 중화처리를 실시하고, 스케일 제거 후, 약품이 완전히 제거될 때까지 약품이 혼합된 담수를 배수시켜 수행되는 열교환기 스케일 제거방법이 개시되어 있다. 하지만 이 방법 역시 화학적 세척방법으로 강력한 세척액을 사용해야 하기 때문에 인체에 해로울 뿐만 아니라 2차 환경문제를 야기 시키는 문제점이 있다.
대한민국 실용신안 등록 제 0362713호에는 열교환기의 세척노즐 및 그 세척장치가 게시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제 0862430호에는 연마제에 의해 열교환기의 파이프를 세척하는 방법 및 장치가 게시되어 있다.
게시된 세척방법은 열 교환기 파이프의 일단부에 대항해서 제트 노즐이 배치되며, 상기 파이프를 통해 연마제를 함유하는 공기 흐름이 분사되는 열 교환기의 파이프를 세척하는 방법에 있어서, 상기 파이프의 내측 횡단면 영역보다 작거나 동일한 크기의 배출 개구를 갖는 비-스로틀형 제트 노즐이 사용되며, 상기 제트 노즐은 상기 배출 개구를 둘러싸는 접촉 영역에 의해 상기 파이프의 단부의 단부면에 대항해서 가압되는 구성을 가진다.
이러한 제트노즐을 이용한 열교환기의 세척방법은 열교환기를 세척하기 위하여 장치로부터 열교환기를 분리한 상태에서 이루어지게 되므로 작업효율을 향상시킬 수 없으며 열교환기를 세척하는 동안 기기를 구동시킬 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제 0949756호에는 내부 청소기능을 갖는 열교환기가 개시되어 있다. 게시된 열교환기는 열교환기가 내장된 하우징의 내부에 에어 분출공이 형성된 구성이 게시되어 있다.
그리고 대한민국 공개특허 제 2011-0015294호에는 부식 및 스케일, 이물질을 방지하는 열교환기가 게시되어 있다. 게시된 열교환기는 유입구와 유출구를 가지며 고정판에 방사상으로 설치된 복수의 관체를 가지는 몸체를 구비하며, 상기 유입구 측에 끼워져 설치되며 외주면과 내주면이 경사지게 관통된 복수의 에어분사공이 형성된 에어분사부와, 이 유입구측에 형성되며 에어분사공에 연통되는 에어유입공과, 이 에어유입공에 설치되며 압축공기의 분사 시간(초)과 횟수 및 반복 동작하는 시간 등을 콘트롤하는 에어공급수단를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 종래의 열교환기는 단순히 에어를 분사하게 되므로 관체 내에 협착되거나 협착전 상태의 스케일이나 이물질 등에 물과 공기방울이 부디쳐 순간 발생되는 충격에너지에 의해 스케일이나 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있다하나 이는 단순이 에어 분사의 충격력에 의해 이물이 제거되거나 부착되는 것을 방지하게 되므로 세척효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
일본 공개 특허 제 2010-223525호에는 열교환 용기의 배관내에, 이산화탄소를 성분에 포함하는 미세거품을 소유하는 액체를 흘려보내는 구성이 게시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나노/마이크로 버블을 이용하여 열교환기에 스케일이 생성되는 것을 억제할 수 있으며, 나아가서는 열교환 효율을 높일 수 있는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 열교환기가 장착된 상태에서 열교환기를 세척할 수 있으므로 열교환기의 세척에 따른 작업공수를 줄일 수 있으며, 종래와 같이 열교환기를 분리할 필요가 없는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 열교환매체가 유입되는 유입관과 연결되는 유입구와 유출관과 연결되는 유출구를 가지며, 유입구를 통하여 유입되는 열교환 매체와 외기 또는 별도의 열교환매체와 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환부와, 상기 열교환부를 통하여 흐르는 열교환매체에 열교환부의 세척 또는 스케일 제거를 위한 나노/마이크로 버블을 공급하는 나노/마이크로 버블발생기를 가지는 나노/마이크로 버블 공급 유닛를 구비한 것을 그 특징으로 한다.
상기 나노/마이크로 버블 공급유닛은 상기 유입관으로부터 분기되어 유입구 또는 열교환부와 연결되는 분기관과, 상기 분기관에 설치되어 나노/마이크로 버블을 발생기키는 나노/마이크로 버블 발생기를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 제 1열교환매체가 통과하는 제1통로들을 가지는 열교환기와 상기 열교환기의 제1통로의 입구측과 출구측을 연결하는 연결관과 상기 연결관에 설치되어 연결관을 흐르는 열교환매체에 나노/마이크로버블을 공급하는 나노/마이크로 버블 발생기를 가지는 나노/마이크로 버블 공급유닛을 포함한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 연결관과 연결되어 제 1열교환기 통로로 나노/마이크로 버블이 혼합된 열교환매체를 공급하기 위한 분배관을 더 구비한다. 나노/마이크로버블 공급유닛은 구동시간을 제어하기 위한 타이머가 더 구비될 수 있다.
대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 제 1열교환매체가 흐르는 제1 튜브들과, 상기 제 1튜브들을 감싸며 제 2열교환매체가 흐르는 챔버를 구비하며,
상기 제 1열교환매체에 나노/마이크로 버블을 제 1, 2열교환매체에 나노/마이크로 버블을 생성시켜 공급하는 나노/마이크로 버블 발생기를 포함하는 나노/마이크로 버블 공급유닛을 구비한 것을 그 특징으로 한다.
상기 마이크로 버블 공급유닛에는 구동시간을 제어하기 위한 타이머가 더 구비된다.
본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 열교환기를 이루는 튜브 또는 챔버의 내면, 적층형 열교환기의 경우 플레이트의 내면에 스케일이 생성되는 것을 억제하고, 스케일을 제거할 수 있으며, 나아가서는 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 열교환매체에 스케일 생성 억제 및 제거를 위해 나노/마이크로 버블 공급은 수동으로 열교환기에 24시간 계속 공급할 수 도 있고 자동 발브를 부착하여 열교환기 크기에 따라 나노/마이크로 버블 공급 시간을 타이머로 조정할 수 있으므로, 열교환기의 세척이 자유롭다.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치를 나타내 보인 도면, 도 2는 도 1에 도시된 나노/마이크로 버블 발생기를 발췌하여 도시한 단면도, 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치 다른 실시예를 나타내 보인 측면도,
도 7은 나노/마이크로버블에 의해 스케일이 제거되는 상태를 개략적으로 나타내 보인 단면도.
본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 열교환기를 흐르는 열교환매체에 나노/마이크로 버블을 편승시켜 열교환기에 공급함으로써 열교환기의 내부에 스케일을 제거할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치(10)는 열교환매체가 유입되는 유입관(11)과 연결되는 유입구(21)와, 유출관(12)과 연결되는 유출구(22)를 가지며, 유입구(21)를 통하여 유입되는 열교환 매체와 외기 또는 별도의 열교환매체와 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환부(23)와, 상기 유입구(21)를 통하여 유입되는 열교환매체에 열교환부의 세척 또는 스케일 제거를 위한 나노/마이크로 버블을 공급하거나 또는 유출구(22)를 통하여 배출되는 열교환 배출되는 열교환매체에 나노/마이크로 버블를 열교환매체에 편승시켜 열교환부(23)에 공급함으로써 열교환부(23) 내부에 발생된 스케일을 제거하고, 열교환부(23) 내부에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있는 나노/마이크로 버블 발생기(30)를 포함하는 나노/마이크로 버블 공급유닛(40)을 구비한다.
상기 열교환기의 열교환부(23)는 열교환기의 종류, 즉, 서펜틴 타입, 핀 형열교환기, 쉘 앤 튜브형 열교환기, 판형열교환기 등 열교환기의 종류와 특성에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 상기 열교환부(23)의 구성은 후술하는 실시예들에 의해 더욱 명확하여 질 것이다.
그리고 상기 나노/마이크로 버블 공급유닛(40)은 유입관(11)과 연결되는 분기관(41)과 상기 분기관(41)에 설치되는 나노/마이크로 버블 발생기(30)와 펌프(42)가 설치된다. 그리고 상기 분기관(41)에는 열교환 매체의 흐름을 단속하는 밸브(43)가 설치된다. 상기 분기관(41)은 유입관(11)과 연결된다. 상기 분기관은 유입관(11)로부터 열교환 매체를 인출하여 나노/마이크로 버블 발생부(30)에 발생된 나노/마이크로 버블이 열교환 매체에 혼합된 후 유입관(11)로 유입될 수 있도록 분기관의 연결부위는 상호 소정간격 이격된다. 상기 분기관(41)에는 분배관(44)이 설치되며 이 분배관(44)은 열교환부(23)와 연결된다.
상기 나노/마이크로 버블 발생기(30)는 유입관(11)로부터 분기관(41)을 흐르는 열교환 매체에 나노/마이크로 버블을 공급하기 위한 것으로, 펌프(42)의 흡입측과 인접되는 측에 설치되는 에어 공급관(31)과, 상기 에어 공급관(31)과 연결되는 공기 압축기(32)를 구비한다.
상기 에어 공급관(31)에는 에어의 공급을 단속하기 위한 밸브가 설치될 수 있다. 상기 에어 공급관(31)은 산소탱크(33)와 연결될 수도 있으며 압축기(32)와 병렬로 연결될 수도 있다. 상기 나노/마이크로 버블 발생기(30)은 펌프, 압축기 등의 구동시간 분기관(41)을 통하여 마이크로 버블이 공급될 수 있도록 컨트롤러(400)에 의해 밸브가 제어되는데, 조작시간을 제어하기 위한 상기 타이머(미도시)가 더 구비될 수 있다. 그리고 마이크로 버블 발생기는 열교환기의 종류, 크기, 유량에 따라 다양하게 적용이 가능하다. 나노/마이크로 버블의 크기가 적을수록 내압이 높아 충격 에너지 발생이 커지게 되므로 열교환기의 열교환매체 체류시간 등을 감안하여 효율적인 나노/마이크로 버블 크기를 조정하여 사용할 수도록, 펌프 또는 와류속도, 압축기 또는 산소탱크에 의한 분사속도 등을 컨트롤러(400)에 의해 제어할 수 있다.
도 2에는 나노/마이크로 버블 발생유닛(30)의 다른 실시 예를 나타내 보였다. 이 나노/마이크로 버블 발생기(35)는 분기관(41)에 설치되는 챔버(36)와 상기 챔버(36)의 입구측에 설치되는 와류 발생부(37)와, 이 와류발생부(37)와 공급관(36)에 의해 연결되어 공기 또는 산소를 공급하기 위한 산소탱크(33) 또는 압축기(32)를 구비한다. 상기 와류 발생부(37)는 챔버(36)의 내부에 설치되는 노즐(37a)들과, 상기 노즐(37a)의 출구측에 대응되게 설치되는 격판(37b)들을 구비한다. 상기 격판은 나선형으로 설치될 수도 있다.
상기 나노/마이크로 버블 발생유닛은 상술한 실시 예에 의해 한정되지 않고, 공기 또는 산소를 무화시켜 마이크로 버블을 발생시킬 수 있는 구조이면 가능하다. 예컨대, 내주면에 요철이 형성된 고정자와 이 요철과 대응되는 요철이 형성된 회전자를 상대 회전시켜 이들의 사이로 산소 또는 공기가 포함된 물을 공급하여 나노/마이크로 버블을 형성할 수도 있다. 또한 펌프와 나노/마이크로 버블 발생기는 일체로 형성될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치가 평판형 열교환기에 적용된 것으로 세척유닛의 다른 실시예를 나타내 보였다. 이 실시예에 있어서, 평판형 열교환기에 적용된 것으로 예시되었으나 이에 한정되지 않고 모든 열교환기에 적용가능하다.
도면을 참조하면, 나노/마이크로 버블 공급유닛(50)은 성형된 판상의 부재가 상호 접합되어 열교환부(61)를 이루며 유입관(11)과 연결된 유입구(62)와, 유출관(12)과 연결된 유출구(63)가 마련된 탱크(64)(65)구비한 열교환기(60)에 설치된다.
상기 나노/마이크로 버블 공급유닛(50)은 유출관(12)와 유입관(11)을 연결하는 제 1분기관(51)을 구비한다. 상기 제 1분기관(51)에는 유출관(12) 측으로부터 열교환매체를 인출하여 유입관(11) 측으로 펌핑하기 위한 펌프(52)가 설치된다. 상기 제 1분기관(51)을 통하여 흐르는 열교환매체에 나노/마이크로 버블을 공급하기 위한 나노/마이크로 버블 발생기(30)가 설치된다. 그리고 제 1분기관(51)에는 열교환 매체의 흐름을 단속하는 밸브(53)들이 설치된다. 그리고 상기 제 1분기관(51)에는 적어도 하나의 제 1분배관(55)이 설치되어 열교환부의 탱크 또는 적층형 플레이트에 연결된다. 상기와 같이 구성된 나노/마이크로 버블 공급유닛(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 열교환기도 적용이 가능하다.
도 5에는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세처장치의 또 다른 실시예를 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치는 열교환매체와 접촉되는 부위의 열교환기를 세척함과 아울러 스케일이 부착되지 않도록 할 수 있는 것으로, 제 1열교환매체가 흐르는 제 1,2탱크(71)(72)와 이들 제 1,2탱크(71)(72)를 연결하는 튜브(73)를 구비하는 제 1열교환부(75)와, 상기 제 1열교환부(71)의 튜브(73)를 감싸며 제 2열교환 매체가 흐른는 챔버를 구획하며, 제 1,2탱크(71)(72)와 더블어 제 3탱크(76)로 이루어진 제 2열교환부(77)를 구비한다. 상기 제 1,2,3탱크는 단일의 몸체로 이루어질 수 있다. 즉, 단일의 탱크가 격판에 의해 제 1,2,3, 탱크를 형성하고, 제 1,2탱크가 튜브에 의해 제 3탱크를 관통하여 연결됨으로써 제 1,2열교환부가 구현된다.
상기 제 1탱크(11)에는 제 1열교환 매체가 유입되는 제 1유입구(71a)가 마련되고, 상기 제 2탱크(12)에는 제1열교환매체가 유출되는 제 1유출구(72a)가 마련된다. 그리고 상기 제 3탱크(76)에는 제 1열교환매체와 열교환을 위한 제 2열교환 매체가 유입되는 제 2유입구(76a)와, 제 2열교환 매체가 유출되는 제 2유출부(76b)가 형성된다.
그리고 상기 제 1 유입구(71a)와 제 1유출구(72a)의 사이에는 제1유입구(71a)를 통하여 유입된 후 제 1유출구(72a)로 배출되는 열교환 매체에 의해 제 1열교환부(75)의 내부에 스케일이 발생되거나 스케일을 제거하기 위해 제 1나노/마이크로버블 공급유닛(80)이 설치되고, 상기 제 2유입구(76a)와 제 2유출구(76b)의 사이에는 제 2열교환부의 내면의 이물제거 및 스케일이 발생되는 것을 억제하기 우한 제 2 나노/마이크로 버블 공급유닛(90)이 설치된다.
상기 제 1 나노/마이크로 버블 공급유닛(80)은 제 1유출구(72a)와 제1유입구(71a)를 연결하는 제 1연결관(81)과, 상기 제 1연결관(81)에 설치되는 제 1펌프(82)를 구비한다. 그리고 상기 제 1연결관(81)에는 상기 제 1연결관(81)를 흐르는 제 1열교환매체에 나노/마이크로 버블을 공급하기 위한 제 1나노/마이크로 버블공급기(100)가 설치된다.
상기 제 2나노/마이크로 버블 공급유닛(90)은 상기 제 1나노/마이크로 버블 공급유닛(80)과 실질적으로 동일한다. 즉, 제 2유출구(76a)과 제 2유입구(76b)을 연결하는 제 2연결관(91)과, 이 제 2연결관(91)에 설치되는 제 2펌프(92) 및 제 2나노/마이크로 버블공급기(110)를 구비한다.
여기에서 상기 제 1, 2나노/마이크로버블 공급기(100)(110)는 상술한 실시예와 실질적으로 동일한데, 도 6에 도시된 바와 압축기와 산소탱크는 공유할 수 있다. 또한 하나의 마이크로 버블 공급유닛을 이용하여 상기 1,2 열교환 매체에 나노/마이크로 버블을 공급할 수 있다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 제 1유입구에서 열교환매체를 인출하여 제 1유입구로 공급될 수 있도록 제 1유입구(71a)에 제 1연결관(81)의 양단부를 연결할 수도 있으며, 제 2유입구에서 열교환매체를 인출하여 제 2유입구로 공급될 수 있도록 제 2유입구에 제 2연결관의 양단부를 연결할 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 열교환기의 스케일 생성억제장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 나노/마이크로 버블 발생 공급유닛(40)에 의해 열교환부(23)를 통과하는 열교환매체에 나노/마이크로 버블을 공급하여 열교환기의 내부에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 열교환기에 발생되는 스케일(열교환부의 표면에 부착된 이물질)을 제거할 수 있다.
상기 나노/마이크로 버블 공급유닛(40)에 의한 열교환매체의 나노/마이크로버블의 공급은 상기 유입관(11)으로부터 분기관(41)을 통하여 열교환매체를 분기하고, 이 분기관(41)을 통하여 흐르는 열교환매체에 나노/마이크로 버블 공급기(30)를 통하여 나노/마이크로버블을 편승시킨다. 상기 나노/마이크로 버블은 분기관(41)을 통하여 흐르는 열교환매체는 마이크로 버블 발생기에 의해 와류가 발생되면서 압축기 또는 산소탱크로부터 공급되는 공기 또는 산소를 무화시키게 된다. 이와 같이 무화된 나노/마이크로버블이 혼합된 열교환매체는 펌프(42)를 통과하면서 더욱 분쇄되어 무화가 가속된다.
이와 같이 나노/마이크로버블이 혼합된 열교환매체는 유입구(21)를 통하여 열교환부로 유입된다. 이와 같이 무화된 나노/마이크로버블은 열교환부의 표면에 부착된 상태에서 파열되면서 이물을 분리하게 되고, 이 분리된 이물은 열교환매체에 편승하여 배출된다. 특히, 나노/마이크로버블은 크기에 따라 다소 차이가 있으나 수중 파열시간이 약 30초 내지 5분까지 다양하며 열교환매체를 통과하는 동안 이물의 제거가 용이하다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 열교환 매체에 편승한 나노/마이크로버블(300)은 음(-) 전하를 가지고 있으며, 스케일 주성분(310)인 Ca+, Mg+, Na+ 등은 양 전하(플러스 이온)를 가지고 있으므로 나노/마이크로버블이 상기 스케일을 발생시킬 수 있는 주성분들을 흡착하여 배출되게 됨으로써 열교환매체와 접촉되는 부위에 스케일이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명인의 실험에 의하면, 평판형 열교환기의 가동 후 8개월이 지난 후 판형의 열교환매체에 이물이 부착되지 않음을 알 수 있었다.
나노/마이크로 버블이 열교환기 내부에서 스케일 생성을 억제하고 세척할 수 있는 또 하나의 중요한 요인은 나노/마이크로 버블이 수중에서 파열되면서 발생하는 에너지 때문이다. 수중에서 나노/마이크로 버블이 파열하면서 40kHz의 초음파, 140db의 높은 음압, 4,000~6,000℃의 순간 고열이 발생하면서 프리레디칼 반응에 의해 물의 크러스터를 파괴하는 것이다.
물은 통상 물분자(H₂O) 단독으로 존재하지 않으며 포도송이처럼 존재하기 때문에 이것을 물의 클러스터(Cluster)라고 한다. 대체로 깨끗한 물은 36?37개의 클러스터로 존재하지만, 오염된 물은 200?300개, 심하게 부패된 폐수는1000개 이상의 클로스터를 형성하고 있다.
본 발명인의 다년간 실험과 연구에 의하면, 육안으로는 투명하고 깨끗하게 보이는 폐수를 나노/마이크로 버블을 주입하여 물의 크러스터를 파괴 시킴으로써 물로부터 이물(스컴)을 분치 또는 석출한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 물이 주성분을 이루는 열교환매체의 크러스터의 파괴는 이물이 열교환부에 부착되는 것을 방지 할 수 있으며, 열교환기에 부착된 스케일을 제거할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 작용은 도 4에 도시된 바와 같이 배출관과 유입관을 연결하는 제 1분기관을 통하여 분기된 열교환매체에 상술한 바와 같이 나노/마이크로 버블을 편승시켜 열교환부의 스케일의 발생 및 스케일을 제거할 수 있다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이 제1열교환부(75)와 제 2열교환부(77)를 통과하는 열교환매체들에 제1나노/마이크로버블 공급유닛(80)과 제 2나노/마이크로버블 공급유닛(90)을 이용하여 나노/마이크로버블을 공급함으로써 상술한 실시예와 같은 작용에 의해 제 1열교환부(75)와 제 2열교환부(77)에 스케일이 부착되거나 열교환부에 부착된 스케일을 제거할 수 있다. 특히 열교환기를 세척하기 위한 나노/마이크로버블 발생유닛에는 타이머가 설치되어 있으므로 열교환기를 선택된 시간 또는 연속세척이 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명된 발명의 세척장치는 열교환기의 내부에 스케일이 끼는 것을 억제하여 열전달효율을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 열교환매체가 유입되는 유입관과 연결되는 유입구와 유출관과 연결되는 유출구를 가지며, 유입구를 통하여 유입되는 열교환 매체와 외기 또는 별도의 열교환매체와 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환부와, 상기 열교환부를 통하여 흐르는 열교환매체에 열교환부의 세척 또는 스케일 제거를 위한 나노/마이크로 버블을 공급하는 나노/마이크로 버블발생기를 가지는 나노/마이크로 버블 공급 유닛를 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 버블 공급유닛은 상기 유입관으로부터 분기되어 유입구 또는 열교환부와 연결되는 분기관과, 상기 분기관에 설치되어 나노/마이크로 버블을 발생시키는 나노/마이크로 버블 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 분기관과 상기 열교환부를 연결하는 분배관을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 나노/마이크로 버블 공급유닛은 상기 유입관과 유출관을 연결하는 제 1분기관과, 상기 제1분기관에 설치되는 나노/마이크로 버블을 발생시키는 나노/마이크로 버블 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1분기관과 연결되어 열교환기의 열교환부와 연결되는 제 1분배관을 의 열교환매체를 공급하기 위한 제1분배관을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치.
  6. 제 1열교환매체가 흐르는 제 1,2탱크와 이들 제 1,2탱크를 연결하는 튜브를 구비하는 제 1열교환부와, 상기 제 1열교환부의 튜브를 감싸며 제 2열교환 매체가 흐른는 챔버를 구획하며 제 1,2탱크(71)(72)와 더블어 제 3탱크(76)로 이루어진 제 2열교환부를 구비하며,
    상기 제 1탱크에는 제 1열교환 매체가 유입되는 제 1유입구가 마련되고, 상기 제 2탱크에는 제1열교환매체가 유출되는 제 1유출구가 마련되며, 상기 제 3탱크에는 제 1열교환매체와 열교환을 위한 제 2열교환 매체가 유입되는 제 2유입구와 제 2유출부가 형성되며,
    상기 제 1 유입구와 제 1유출구의 사이에는 제1유입구를 통하여 유입된 후 제 1유출구로 배출되는 열교환 매체에 의해 제 1열교환부의 내부에 스케일이 발생되거나 스케일을 제거하기 위해 제 1나노/마이크로버블 공급유닛이 설치되고, 상기 제 2유입구와 제 2유출구의 사이에는 제 2열교환부의 내면의 이물제거 및 스케일이 발생되는 것을 억제하기 우한 제 2나노/마이크로 버블 공급유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기의 스케일 생성억제 및 세척장치.
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