KR20160045511A - Device of generating vortex and vortex flushing apparatus comprising the same and vortex flushing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유동하는 유체에 와류를 발생시키는 와류 발생 장치와 이를 구비하여 와류 형태로 유동하는 유체를 이용하여 각종 설비에 구비된 배관을 세정하는 와류 플러싱(flushing) 장치 및 이러한 플러싱 장치를 이용하여 각종 설비에 구비된 배관을 세정하는 와류 플러싱 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vortex generating device for generating a vortex in a flowing fluid and a vortex flushing device for cleaning pipes provided in various facilities using the vortex flow type fluid, And more particularly, to a vortex flushing method for cleaning piping provided in a facility.
발전소, 제철소, 조선소 등과 같은 곳에 설치된 설비 자체 또는 이러한 설비에 의해 제조되는 기계 장치에 구비된 유압, 윤활 및 급유 장치 등에는 각종 배관이 포함되어 있다. 이러한 설비를 최초로 설치하는 과정에서 또는 이러한 설비를 일정 기간 사용한 후 분해, 수리 및 세정을 한 다음 재조립하는 과정에서 배관에 슬래그(slag), 스패터(spatter), 먼지, 섬유, 주물사 기타 이물질이 발생하게 된다. 이러한 이물질은 설비의 효율적이고 원활한 작동을 방해하고 때로는 치명적인 오작동을 일으키는 원인이 되므로 이를 제거할 필요가 있다.Various piping are included in the hydraulic equipment, the lubrication and the oil supply device provided in the equipment itself installed at the power plant, the ironworks, the shipyard, etc., or the mechanical device manufactured by such equipment. During the first installation of these facilities, or during the reassembly after disassembly, repair and cleaning after using such facilities for a certain period of time, slag, spatter, dust, fiber, . Such foreign materials may interfere with the efficient and smooth operation of the equipment, and sometimes cause a deadly malfunction, so it is necessary to remove them.
위와 같은 배관 내의 이물질을 제거하기 위하여 화학 물질을 사용하여 배관을 세정하기도 한다. 그러나 이러한 화학 물질은 사용한 세정에 의해서도 이러한 이물질을 완전히 제거되지 않게 되며, 특히, 크기가 큰 알갱이 형태의 이물질은 화학 세정에 의해서도 완전히 제거하기 어렵게 된다.In order to remove foreign substances in the piping, chemicals may be used to clean the piping. However, such foreign substances are not completely removed by the cleaning using such chemicals, and in particular, foreign particles in the form of large granules are difficult to completely remove even by chemical cleaning.
위와 같은 점들을 고려할 때에, 각종 설비를 최초로 설치하는 과정에서 또는 이러한 설비를 일정 기간 사용한 후 분해, 수리 및 세정을 한 다음 재조립하는 과정에서 배관에 혼입되는 슬래그(slag), 스패터(spatter), 먼지, 섬유, 주물사 기타 이물질 또는 화학 세정에 의해서도 제거되지 않는 이물질을 완전히 제거함으로써 정밀성과 내마모성을 요구하는 설비의 고장을 방지하고 효율을 향상시킬 필요가 있게 된다.In consideration of the above points, the slag, spatter, and the like incorporated in the pipe during the process of installing various facilities for the first time, or after the use of such facilities for a predetermined period of time after disassembling, repairing, It is necessary to completely eliminate the foreign matter which is not removed even by dust, fiber, casting sand or other foreign matter or chemical cleaning, thereby to prevent the failure of the equipment requiring precision and abrasion resistance and to improve the efficiency.
종래에 대한민국특허청 공개번호 제10-2013-0119120호 공개특허공보에 개시된 바와 같은 플러싱 유니트는 순환펌프를 이용하여 플러싱 오일을 배관 내에서 난류 형태로 유동시킴으로써 이물질을 제거하고 있었다. 그러나 이러한 종래의 오일 플러싱 유니트에 있어서는, 단순히 펌프를 이용하여 오일을 순환시켜 난류를 일으키고 있어서 배관 내에서 오일의 마찰력을 높이는 데에 한계가 있고 이로 인하여 배관 내의 이물질을 제거하여 외부로 배출시키기에 충분한 힘을 발휘할 수 없는 문제점이 있다.Conventionally, in a flushing unit as disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0119120, flushing oil is circulated in a turbulent flow in a pipe by using a circulation pump to remove foreign matter. However, in such a conventional oil flushing unit, there is a limitation in raising the friction force of the oil in the pipe due to the turbulence by circulating the oil by simply using the pump, which is sufficient to remove the foreign substance in the pipe and discharge it to the outside There is a problem that can not exert its power.
종래에 대한민국특허청 공개번호 특2001-0045080호 공개특허공보에 개시된 바와 같은 플러싱 장치는 엔진에 공급되는 엔진 오일에 공기 주입기를 통해서 고압의 공기를 주입시켜 난류를 일으켜 엔진 오일 및 파이프에 포함된 이물질을 제거하도록 되어 있었다. 그러나 이러한 종래의 오일 플러싱 장치에 있어서는, 단순히 공기 주입기를 통해 오일에 고압 공기를 불어 넣어 난류를 일으키고 있어서 배관 내에서 오일의 마찰력을 높이는 데에 한계가 있고 이로 인해 배관 내에서 이물질을 제거하여 외부로 배출시키기에 충분한 힘을 발휘할 수 없음은 물론, 공기 주입기와 같은 별도의 장치가 추가되어 전체적으로 복잡한 구성을 띠게 되는 문제점이 있다.Conventionally, a flushing apparatus as disclosed in Korean Patent Publication No. 2001-0045080 injects high-pressure air into an engine oil supplied to an engine through an air injector to generate turbulence, It was supposed to be removed. However, in such a conventional oil flushing apparatus, high-pressure air is blown into the oil through the air injector to generate turbulence, which limits the oil friction in the pipe. Therefore, foreign matter is removed from the pipe, There is a problem in that it is not possible to exert a sufficient force for discharging, and a separate device such as an air injector is added, resulting in a complicated configuration as a whole.
위와 같은 종래의 플러싱 장치들의 문제점을 고려할 때에, 단순한 구조를 가지면서도 배관 내에서 이물질을 제거하여 외부로 배출하기에 충분할 정도로 유체의 마찰력을 높일 수 있는 플러싱 장치가 필요하게 된다.In consideration of the problems of the conventional flushing devices, a flushing device having a simple structure and capable of increasing the frictional force of the fluid enough to remove foreign substances from the pipe and discharge the same to the outside is needed.
청구항 1에 기재된 발명은, 유체가 유입되는 유입구와 유체를 배출하는 배출구를 가지며 유체가 유동하는 통로를 갖는 본체; 및 본체의 내부 측면에 배열되어 본체의 통로를 유동하는 유체가 와류 형태로 유동하도록 변환시키는 적어도 하나의 날개를 구비하는 와류 발생 장치를 제공한다. 이와 같이 간단한 구조에 의해 유동하는 유체에 와류를 발생시켜 설비의 배관 내에 주입함으로써 배관 내에서의 이물질을 쉽게 제거할 수 있게 된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a fluid ejecting apparatus comprising: a main body having an inlet through which fluid flows and an outlet through which fluid is discharged, And at least one vane arranged at the inner side of the body to convert the fluid flowing in the passageway of the body to flow in a vortex shape. By generating a vortex in the fluid flowing by the simple structure and injecting it into the piping of the facility, foreign matter in the piping can be easily removed.
청구항 2에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체의 통로의 횡단면적이 유입구에서 배출구로 갈수록 작아지므로, 유체의 와류 형태의 유동 속도를 대폭 증가시킬 수 있어서 이물질 제거 효율을 대폭 증가시킬 수 있게 된다.In the invention according to claim 2, since the cross-sectional area of the passage of the main body according to claim 1 becomes smaller as it goes from the inlet to the outlet, the flow velocity in the vortex shape of the fluid can be greatly increased, .
청구항 3에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 2에 기재된 날개가 본체의 내부 측면에서 돌출되어 있고 본체의 길이 방향으로 연장되어 있으므로, 본체의 길이 방향으로 연장되어 있는 날개를 따라 와류를 크고 강력하게 발생시킬 수 있게 된다.In the invention according to
청구항 4에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 3에 기재된 날개가 본체의 내부 측면과 만나는 점을 포함하는 접평면에 대해 예각을 이루면서 돌출되어 있으므로, 날개를 따라 유체를 유동시키는 힘을 증대시킬 수 있어서 더 강력한 와류를 발생시킬 수 있게 된다.In the invention according to claim 4, since the wing according to claim 3 protrudes at an acute angle with respect to a tangent plane including a point where it meets the inner side surface of the main body, it is possible to increase the force for flowing the fluid along the wing, . ≪ / RTI >
청구항 5에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 3에 기재된 날개가 본체의 내부 측면과 만나는 선이 본체의 길이 방향의 중심축을 포함하는 평면이 본체의 내부 측면과 만나는 선에 대해 예각을 이루면서 연장되어 있으므로, 날개를 따라 유동하는 유체가 회전 방향의 힘을 용이하게 받도록 함으로써 와류를 더욱 효율적으로 형성할 수 있게 된다.In the invention according to claim 5, since the line connecting the wings according to
청구항 6에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 3에 기재된 날개가 본체의 내부 측면에서 돌출되어 있는 높이가 유입구에서 배출구로 갈수록 작아지므로, 날개에 의해 유도되어 와류를 형성하는 유체가 통로의 횡단면적이 유입구에서 배출구로 갈수록 본체의 길이 방향으로 용이하게 전진할 수 있게 한다.In the invention according to claim 6, since the height at which the wing according to claim 3 protrudes from the inner side surface of the body becomes smaller as it goes from the inlet to the outlet, the cross-sectional area of the passage forming the vortex, So that it can be easily advanced in the longitudinal direction of the main body toward the discharge port.
청구항 7에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 3에 기재된 날개의 본체의 길이 방향으로 연장되는 길이가 본체를 통과하는 유체의 점도에 비례하는 것을 특징으로 한다. 유체의 점도가 높을수록 날개에 의해 길게 유도함으로써 와류를 용이하게 형성할 수 있고 유체의 점도가 낮을수록 날개에 의해 짧게 유도하더라도 와류를 용이하게 형성할 수 있는 점을 고려하여 유체의 점도에 따라 최적의 날개 길이를 정할 수 있다.The invention according to claim 7 is characterized in that the length of the main body of the wing according to
청구항 8에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 날개가 본체의 내부 측면에서 서로 대칭이 되는 복수로 배열되어 있으므로, 본체 내에서 대칭적인 와류를 발생시킬 수 있어서 설비 배관의 먼 곳까지도 와류를 지속시킬 수 있게 된다.In the invention according to claim 8, since the vanes according to claim 1 are arranged so as to be symmetrical with each other on the inner side surface of the main body, symmetrical vortices can be generated in the main body, .
청구항 9에 기재된 발명은, 설비의 배관에 연결되어 배관 내에서 유체를 와류 형태로 유동시킴으로써 배관 내의 이물질을 제거하는 와류 플러싱 장치로서, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 와류 발생 장치를 구비하는 와류 플러싱 장치를 제공한다. 이에 의해 와류 형태로 유동하는 유체와 설비의 배관과의 마찰력을 높일 수 있게 되므로, 설비의 배관에 존재할 수 있는 슬래그(slag), 스패터(spatter), 먼지, 섬유, 주물사 및 기타 이물질을 쉽게 제거할 수 있으며, 특히, 화학 세정에 의해서도 제거되지 않는 큰 알갱이의 이물질도 쉽게 제거할 수 있음은 물론, 설비의 배관에 있어서 횡단면적이 확장되는 부분에서 존재하여 제거하기 어려운 이물질도 쉽게 제거할 수 있게 된다.According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a vortex flushing device connected to a piping of a facility for removing foreign substances in the piping by flowing a fluid in a vortex form in the piping, the vortex flushing device comprising the vortex generating device according to any one of claims 1 to 8 To provide a vortex flushing device. This makes it possible to increase the friction between the fluid flowing in the vortex shape and the piping of the equipment and thus to easily remove the slag, spatter, dust, fiber, molding sand and other foreign matter which may exist in the piping of the facility Particularly, it is possible to easily remove foreign matter from large pellets which are not removed even by chemical cleaning, and also to easily remove foreign substances which are present in a portion where the cross-sectional area of the piping is expanded, do.
청구항 10에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 9에 기재된 와류 발생 장치가 유체가 배관 내에서 배관의 길이 방향에 나란한 중심축을 중심으로 회전하면서 배관의 길이 방향으로 전진하는 와류 형태로 유동하도록 하므로, 유체와 배관 사이의 마찰력을 대폭 향상시킬 수 있어서 이물질 제거 효율을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.In the invention according to claim 10, since the vortex generating device according to claim 9 allows the fluid to flow in a vortex shape advancing in the longitudinal direction of the pipe while rotating around the central axis parallel to the longitudinal direction of the pipe in the pipe, It is possible to greatly improve the efficiency of foreign matter removal.
청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 10 또는 청구항 11에 기재된 와류 플러싱 장치를 사용하여 설비의 배관 내에서 유체를 와류 형태로 유동시킴으로써 배관 내의 이물질을 제거하는 와류 플러싱 방법을 제공한다. 와류 형태로 유동하는 유체를 발생시켜 유체와 설비의 배관과의 마찰력을 높일 수 있게 되므로, 설비의 배관에 존재할 수 있는 이물질을 쉽게 제거할 수 있는 플러싱 방법을 제공할 수 있게 된다.The invention described in claim 11 provides a vortex flushing method for removing foreign matter in a piping by using a vortex flushing device as set forth in claim 10 or claim 11 to flow the fluid in a vortex form in the piping of the facility. It is possible to provide a flushing method capable of easily removing foreign substances that may be present in a piping of a facility by generating a fluid flowing in a vortex shape to increase the frictional force between the fluid and the piping of the facility.
본 발명에 의한 와류 발생 장치와 이를 구비한 와류 플러싱 장치 및 이를 이용한 와류 플러싱 방법은, 유체를 와류 형태로 유동하도록 하여 설비의 배관과의 마찰력을 높일 수 있어서 설비의 배관에 존재할 수 있는 이물질을 쉽게 제거할 수 있게 한다.The vortex generating device, the vortex flushing device and the vortex flushing method using the vortex generating device according to the present invention can increase the friction force with the piping of the facility by allowing the fluid to flow in a vortex form, To be removed.
도 1은 예시적인 실시례로서 와류 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 와류 발생 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 날개를 나타내는 사시도이다.
도 4는 예시적인 다른 실시례로서 와류 발생 장치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 예시적인 또다른 실시례로서 와류 발생 장치의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 예시적인 또다른 실시례로서 와류 발생 장치를 구비한 와류 플러싱 장치를 나타내는 개략도이다.1 is a perspective view showing a vortex generator as an exemplary embodiment;
2 is a front view showing the vortex generator of FIG.
Fig. 3 is a perspective view showing the wing of Fig. 1;
4 is a front view showing a vortex generating device as another exemplary embodiment;
5 is a view showing an operating state of a vortex generating device according to still another exemplary embodiment.
6 is a schematic diagram illustrating a vortex flushing apparatus with a vortex generator as yet another exemplary embodiment.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시례에 기초하여 설명한다. 이러한 실시례는 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 이해할 수 있도록 하기 위하여 예시적으로 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 이하의 실시례에 의해 한정되는 것은 아니다.Specific details for carrying out the invention are described on the basis of practical examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept as defined by the appended claims. The present invention is not limited to the following embodiments.
(실시례 1)(Example 1)
본 실시례는, 예시적으로 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본체(110)와 날개(120)를 구비하는 와류 발생 장치(100)에 관한 것이다.The present embodiment relates to a vortex generating
와류 발생 장치(100)는 와류(渦流, vortex)를 발생시키는 장치이다. 여기서, 와류는 오일과 같은 유체의 주된 이동 방향에 따르는 유체의 중심선을 축으로 유체가 전체적으로 회전하는 흐름을 말한다. 따라서 와류 발생 장치는 유체의 주된 이동 방향에 따르는 유체의 중심선을 축으로 유체가 전체적으로 회전하는 흐름을 갖도록 하는 장치이다. 유체의 주된 이동 방향에 따르는 유체의 중심선을 축으로 유체가 전체적으로 회전하는 흐름을 갖게 되는 한, 유체가 중심선을 축으로 완전한 1회전을 하지 않더라도 무방하고, 유체가 부분적으로 회전하는 흐름을 갖지 않더라도 무방하다. 또한, 유체의 주된 이동 방향에 따르는 유체의 중심선을 축으로 유체가 전체적으로 회전하는 흐름과 다른 흐름을 갖더라도 무방하다.The
와류 발생 장치(100)는 유체의 직선 운동에 회전 운동 성분이 포함되도록 하는 것인데, 유체에는 오일을 포함하여 점도(viscosity)가 있는 다양한 물질이 해당된다. 유체는 액상이든 기상이든 무방하지만, 일반적으로 액상이 바람직하다. 유체는 점성을 갖는 다양한 물질이 될 수 있다. 예컨대, 유체는 5Pa·s 내지 70Pa·s의 점성을 가질 수 있다.The
본체(110)는 유체가 유입되는 유입구(111)와 유체를 배출하는 배출구(112)를 가지며 유체가 유동하는 통로(113)를 갖는다. 유체는, 예시적으로 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 화살표 방향대로 유입구(111)로 유입되었다가 통로(113)를 따라 유동한 후 화살표 방향대로 배출구(112)로 배출된다. 유체는 유입구(111)로 유입될 때에는 유체의 유입 방향, 예컨대, 통로(113)의 길이 방향을 따라 가해지는 외부로부터의 압력에 의해 전체적으로 유체의 유입 방향, 예컨대, 통로(113) 길이 방향을 따라 직선 운동을 한다. 이후 유체는 통로(113)를 따라 이동하는 과정에서 유체의 이동 방향에 따르는 유체의 중심축, 예컨대, 통로(113)의 길이 방향의 중심축을 중심으로 회전 운동하는 성분을 갖게 된다. 이와 같이 회전 운동하는 성분을 갖게 된 유체는 배출구(112)로 배출될 때에는 전체적으로 와류 형태로 유동하게 된다. 이 과정에서 유체는 부분적으로는 와류 형태가 아닌 층류(laminar flow, 層流)나 난류(turbulent flow, 亂流) 형태로 유동할 수도 있지만 전체적으로는 와류 형태로 유동하게 된다. 이와 같이 유체가 부분적으로 층류나 난류 형태로 유동하게 되는 것은 유체의 점도와 같은 특성이나 본체(110)의 내측면의 특성에 기인할 수 있다.The
본체(110)의 통로(113)의 횡단면적은 다양하게 형성될 수 있다. 예컨대, 본체(110)의 통로(113)는 유입구(111)에서 배출구(113)까지 일정한 횡단면적을 갖도록 형성될 수 있거나 또는, 예시적으로 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 유입구(111)에서 배출구(113)로 갈수록 작아지는 횡단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 본체(110)의 통로(113)가 유입구(111)에서 배출구(113)까지 일정한 횡단면적을 갖도록 형성된 경우에는, 통로(113)에서 본체(110)의 내측면에 형성된 날개(120)로 인하여 유체의 유동 속도와 회동 속도가 날개(120)가 없는 일반적인 통로에 비하여 상승하게 된다. 또한, 본체(110)의 통로(113)가 유입구(111)에서 배출구(113)로 갈수록 작아지는 횡단면적을 갖도록 형성된 경우에는, 통로(113)에서 본체(110)의 내측면에 형성된 날개(120)는 물론 통로(113)의 횡단면적의 변화로 인하여 유체의 유동 속도와 회동 속도가 날개(120)가 없는 일반적인 통로에 비하여 더욱 대폭 상승하게 된다.The cross-sectional area of the
날개(120)는 본체(110)의 내부 측면에 배열되어 본체(110)의 통로(113)를 유동하는 유체가 와류 형태로 유동하도록 변환시키는 장치이다. 날개(120)는 통로(113)의 길이 방향을 따라 유동하는 유체가 와류 형태로 유동하도록 변환시키는 것인 한 다양한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 날개(120)는, 예시적으로 도 1 또는 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본체(110)의 내부 측면에서 돌출되어 있고 본체(110)의 길이 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 이에 의해 본체(110)의 길이 방향으로 연장되어 있는 날개(120)를 따라 유체를 길게 유동시킴으로써 유체의 유동에 와류를 크고 강력하게 발생시킬 수 있게 된다.The
날개(120)는 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 날개(120)는, 예시적으로 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 유체와 접촉하여 유체의 유동을 안내하는 안내부(121)와 날개(120)를 본체(110)에 결합시키는 결합부(122)를 구비할 수 있다. 안내부(121)는 유체의 이동 방향에 따르는 유체의 이동을 방해하지 않으면서도 유체의 이동 방향에 따르는 중심축을 중심으로 유체가 회전하면서 유동하도록 안내한다. 이를 위하여 유체가 안내부(121)와 처음으로 만나게 되는 선단부(121a)에서의 안내부(121)의 높이(h1)는 유체가 안내부(121)와 헤어지게 되는 후단부(121b)에서의 안내부(121)의 높이(h2)보다 더 크게 하는 것이 바람직하고, 나아가 선단부(121a)에서 후단부(121b)로 갈수록 안내부(121)의 높이는 작아지는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 본체(110)의 통로(113)의 횡단면적이 예시적으로 도 1에 나타나 있는 바와 같이 유입구(111)에서 배출구(112)로 갈수록 작아지는 경우에는 이러한 날개(120)에 의해 유도되어 와류를 형성하는 유체가 본체(110)의 길이 방향으로 용이하게 전진할 수 있게 한다.The
안내부(121)의 두께(t)는 다양하게 이루어질 수 있다. 예컨대, 안내부(121)의 두께(t)는 일정할 수도 있다. 또는 안내부(121)의 두께(t)는, 예시적으로 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 유체의 이동 방향에 따르는 유체의 이동을 방해하지 않으면서도 유체의 이동 방향에 따르는 중심축을 중심으로 유체가 회전하면서 유동하도록 안내하기 위하여, 선단부(121a)에서의 안내부(121)의 두께는 후단부(121b)에서의 안내부(121)의 두께보다 더 두껍게 하는 것이 바람직하고, 나아가 선단부(121a)에서 중앙부로 갈수록 두께는 두꺼워졌다가 중앙부에서 후단부(121b)로 갈수록 두께는 작아지는 것이 더욱 바람직하다.The thickness t of the
안내부(121)의 표면(121c)은 평면 또는 곡면으로 형성될 수 있다. 또한 안내부(121)의 표면(121c)은 유체의 회전 운동 형성에 유리하도록 본체(110)의 내부 측면에 대해 경사지게 형성할 수 있다.The
결합부(122)는, 예시적으로 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 안내부(121)의 표면(121c)에 대해 반대쪽에 위치한 부분에 배열되어 안내부(121)를 본체(110)의 내측면에 결합시키는 것이다. 이를 위하여 결합부(122)는 일측에서 안내부(121)와 일체로 또는 분리가능하게 결합되고 타측에서 본체(110)의 내측면에 용접 또는 끼움 결합 등에 의해 일체로 또는 분리가능하게 결합된다. 본체(110)의 내측면에는 결합부(122)가 삽입되는 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 결합부(122)의 길이는 다양하게 형성될 수 있다. 예컨대, 결합부(122)의 길이는, 예시적으로 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 안내부(121)의 길이와 동일할 수도 있으나, 안내부(121)의 길이보다 작을 수도 있다.3, the engaging
날개(120)의 길이(l)는 다양하게 이루어질 수 있다. 예컨대, 날개(120)의 길이(l)는 본체(110)의 길이와 동일한 길이가 될 수 있고 이보다 작을 수도 있다. 또는, 예시적으로 도 1 또는 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 날개(120)의 길이 방향의 양 단부는 본체(110)의 길이 방향의 양 단부와 일치하도록 배열되어 있지만 날개(120)가 본체(110)의 길이 방향에 대해 경사지게 배열되어 있어서 날개(120)의 길이는 본체(110)의 길이보다 약간 길게 되어 있을 수도 있다.The length l of the
날개(120)의 길이(l)는 또한 본체(110)의 통로(113)를 유동하는 유체의 점도(viscosity)에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 날개(120)의 본체(110)의 길이 방향으로 연장되는 길이는 본체(110)를 통과하는 유체의 점도에 비례할 수 있다. 즉, 유체의 점도가 높을수록 날개(120)에 의해 길게 유도함으로써 와류를 용이하게 형성할 수 있고 유체의 점도가 낮을수록 날개(120)에 의해 짧게 유도하더라도 와류를 용이하게 형성할 수 있는 점을 고려하여 유체의 점도에 따라 최적의 날개(120) 길이를 정할 수 있다. 예컨대, 유체의 점도와 본체의 길이에 대한 날개의 길이의 비율에 대한 관계는 다음 표 1과 같이 정할 수 있다.The length l of the
날개(120)는 본체(110)의 길이 방향에 대해 다양한 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 날개(120)는, 본체(110)의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되도록 형성될 수 있지만, 예시적으로 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본체(110)의 길이 방향에 대해 소정의 각도를 갖는 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 후자의 경우 날개(120)가 본체(110)의 내부 측면과 만나는 선(m)은 본체(110)의 길이 방향의 중심축(C)을 포함하는 평면이 본체의 내부 측면과 만나는 선과 평행한 선(n)에 대해 각 α를 이루면서 연장될 수 있다. 이 경우에는 날개(120)를 따라 유동하는 유체가 본체(110)의 중심축(C)에 대해 회전하는 방향의 힘을 용이하게 받게 됨으로써 와류를 더욱 효율적으로 형성할 수 있게 된다.The
날개(120)는 본체(110)의 내부 측면에 대하여 다양한 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 날개(120)는, 예시적으로 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본체(110)의 내부 측면에 대해 수직인 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.The
날개(120)는 본체의(110)의 내부 측면에서 적어도 한 개 이상 배열될 수 있다. 예컨대, 날개(120)는, 본체(110)의 내부 측면에서 한 개가 배열될 수 있지만, 예시적으로 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 다섯 개와 같은 복수로 배열될 수 있다. 후자의 경우에는 복수의 날개(120)가 본체(110)의 내부 측면에서 서로 대칭이 되도록 배열될 수 있다. 이 경우에는 본체(110) 내에서 중심축(C)을 중심으로 대칭적으로 유동하는 와류를 발생시킬 수 있어서 설비 배관의 먼 곳까지도 와류를 지속시킬 수 있게 된다.The
(실시례 2)(Practical example 2)
본 실시례는 실시례 1에 있어서 날개가 본체의 내부 측면에 대해 수직인 방향과 소정의 각도를 갖고 돌출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 예컨대, 본 실시례의 와류 발생 장치(200)에 있어서는, 예시적으로 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 날개(220)가 본체(210)의 내부 측면에 대해 수직인 방향에 대해 예각 β를 갖고 돌출되어 있을 수 있다. 이 경우에는 날개(220)가 본체(210)의 내부 측면과 만나는 점을 포함하는 접평면(미도시)에 대해 예각 β를 이루면서 돌출되어 있을 수 있다. 이러한 날개(220)의 경사 구조에 의해 유체가 본체(210)의 유입구(211)에서 배출구(212)쪽으로 날개를 따라 유동할 때에 본체(210)의 중심축(C')을 중심으로 회전하는 힘을 더 크게 받을 수 있어서 더 강력한 와류를 발생시킬 수 있게 된다.The present embodiment is characterized in that the wings are formed so as to protrude at a predetermined angle from the direction perpendicular to the inner side surface of the main body in the first embodiment. For example, in the
(실시례 3)(Example 3)
본 실시례는 와류 발생 장치가 구비된 와류 플러싱 장치가 설비의 배관에 결합한 상태에서 와류를 발생시켜 설비의 배관으로 와류를 주입시키는 것을 나타낸다. 본 실시례는, 예시적으로 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 와류 발생 장치(300)가 유체의 유입구(311)에서 와류 플러싱 장치(370)에 결합하고 유체의 배출구(312)에서 설비의 배관(330)에 결합한 장치이다.In this embodiment, a vortex flow is generated in a state where the vortex flushing apparatus equipped with the vortex generator is coupled to the piping of the facility, and the vortex is injected into the piping of the facility. 5, the
와류 발생 장치(300)는 유입구(311)에서 와류 플러싱 장치(370)에 결합한 결합부(350)를 형성한다. 여기서, 결합부(350)는 용접 등에 의해 형성될 수 있다. 다만 결합부(350)는 용접 이외에도 다양한 다른 방법에 의해 형성될 수 있다. 와류 발생 장치(300)는 배출구(312)에서 설비의 배관(330)에 결합한 결합부(340)를 형성한다. 여기서, 결합부(340)는 플랜지 등에 의해 형성될 수 있다. 다만, 결합부(340)는 플랜지 이외에도 다양한 다른 방법에 의해 형성될 수 있다. 배출구(312)는 유입구(311)에 비해 횡단면적이 더 좁게 되어 있어서 유체의 압력이 더 높게 되므로 배출구(312)에서의 결합력을 높이기 위해 플랜지와 같은 수단을 통해 결합부(340)를 형성하는 것이 바람직하다.The
와류 플러싱 장치(370)에서 화살표 방향을 따라 와류 발생 장치(300)의 유입구(311)에 유입된 유체는 와류 발생 장치(300)의 본체(310)의 통로(313)를 지나면서 본체(310)의 내부 측면에 설치된 복수의 날개(320)를 따라 통로(313)의 길이 방향의 중심축(X)을 중심으로 회전하는 방향의 운동 성분을 얻게 되어 와류를 형성하게 된다. 이와 같이 와류 발생 장치(300)에 의해 형성된 와류(360)는 설비의 배관(330)을 따라 유동하게 되며, 배관(330)을 지나면서 그 내측면에서 항력(370)을 발생시켜 내측면에 축적된 먼지 등의 이물질을 분리시켜 유체 속으로 흡입하고, 이와 같이 흡입된 이물질은 물론 배관(330)의 통로 상에 부유하는 다른 이물질들은 유체와 함께 배관(330)을 따라 유동하여 외부로 배출됨으로써 제거된다.The fluid introduced into the
위와 같이 와류 발생 장치(300)에 의해 와류(360) 형태로 유동하는 유체는 그 주된 유동이 설비의 배관(330)의 길이 방향의 중심축(X)을 중심으로 회전함과 동시에 설비의 배관(330)을 따라 이동하므로, 단순히 주된 유동이 설비의 배관(330)의 길이 방향으로만 이동하거나 유체의 일부에서 부분적으로 난류 형태로만 유동하는 유체에 비하여 배관(330)으로부터 이물질을 제거하여 배출하는 효율이 대폭 증가하게 된다. 특히, 이러한 유체의 와류 유동은 화학 세정에 의해서도 제거하기 어려운 큰 알갱이의 이물질을 제거하는 데에 효율적이다. 이러한 와류 형태로 유동하는 유체의 효과는 본 실시례의 와류 발생 장치에 의해 형성된 와류 유동에 의해서만 얻을 수 있는 것은 아니며 본 발명의 와류 발생 장치에 의해 형성되는 모든 와류 유동에 의해서도 얻을 수 있다.The fluid flowing in the form of the
(실시례 4)(Example 4)
본 실시례는 와류 발생 장치를 구비한 와류 플러싱 장치 및 이를 이용한 와류 플러싱 방법에 관한 것이다.The present embodiment relates to a vortex flushing apparatus having a vortex generator and a vortex flushing method using the same.
본 실시례의 와류 플러싱 장치는, 예시적으로 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 저장 탱크(460)와 순환 펌프(471), 와류 발생 장치(400) 및 필터(483) 그리고 이들 요소들을 서로 연결하는 배선들(410)(420)을 구비할 수 있다.The vortex flushing apparatus of the present embodiment exemplarily includes a
저장 탱크(460)는 유체를 저장하는 탱크이다. 저장 탱크(460)에는 전기 히터와 같은 가열부(461)가 설치되어 저장된 유체에 열을 가함으로써 유체의 유동을 용이하게 할 수 있다. 특히, 오일(oil)과 같은 유체의 경우에는 적절한 유동성을 확보하기 위하여 점도를 조절할 필요가 있는데, 가열부(461)를 조절하여 오일의 점도를 조절할 수 있다.The
순환 펌프(471)는 저장 탱크(460)에 연결되어 저장 탱크(460)에 저장된 유체를 와류 발생 장치(400)로 이송시키는 역할을 하게 된다. 순환 펌프는 하나의 펌프로 이루어질 수도 있으나 효율을 높이기 위하여 복수의 펌프로 이루어질 수 있다.The
저장 탱크(460)에는 진공 펌프(473)가 추가로 연결될 수 있다. 진공 펌프(473)는 저장 탱크(460)에 존재하는 수분을 제거하기 위해 설치될 수 있다.A
순환 펌프(473)에 의해 저장 탱크(460)로부터 분리된 유체는 배선(410)을 통해 와류 발생 장치(400)로 공급된다. 와류 발생 장치(400)는 전술한 실시례들에 있어서 와류 발생 장치들을 포함하는 본 발명의 모든 와류 발생 장치일 수 있다. 와류 발생 장치(400)는 설비(430)의 배관(431)에 연결된다. 와류 발생 장치(400)는 하나의 장치로 이루어질 수 있으나 설비(430)의 복수의 배관(431)의 각각에 한 개씩 복수의 장치로 이루어지는 것이 바람직하다.The fluid separated from the
설비(430)의 배관(431)을 지나 배출된 유체는 배선(420)을 통해 다시 저장 탱크(460)로 회수된다. 이때 유체는 저장 탱크(460)로 회수되기 전에 필터(483)를 거침으로써 배관(431)에서 제거된 이물질을 필터링하게 된다. 필터(483)를 거친 유체를 한번 더 마이크로 필터(481)를 거치게 함으로써 필터(483)를 거친 후에도 유체에 남게 되는 작은 이물질을 완전히 필터링할 수 있다.The fluid discharged through the piping 431 of the
마이크로 필터(481)와 저장 탱크(460)를 연결하는 배선에는 글라스와 같은 재질로 이루어진 글라스창(490)을 설치함으로써 필터링된 유체의 상태를 검수할 수 있다.The state of the filtered fluid can be checked by providing a
위와 같은 와류 발생 장치(400)를 구비한 와류 플러싱 장치를 이용한 와류 플러싱 방법은, 먼저, 저장 탱크(460)에 저장된 유체에 포함된 수분을 진공 펌프(473)를 작동시켜 제거한 다음, 가열부(461)를 작동시켜 유체의 온도를 높임으로써 점도를 조절하여 소정의 유동성을 갖도록 한다. 이후 순환 펌프(471)를 가동하여 배선(410)을 통해 유체를 복수의 와류 발생 장치(400)들로 이송한다. 이와 같이 이송된 유체는 각 와류 발생 장치(400)를 거치면서 와류 형태로 유동하는 유체로 변환되게 된다. 이때 와류 발생 장치(400)의 내부에 설치된 날개(미도시) 등을 조절하여 소정의 와류 형태를 발생시킬 수 있다. 이와 같이 와류 유동으로 변환된 유체는 설비(430)의 각 배관(431)으로 주입됨으로써 배관(431) 내에 존재하는 각종 이물질, 특히, 화학 세정 후에 잔존하는 이물질 등을 배관(431)에서 제거하여 이송하게 된다. 이후 이물질을 포함하는 유체는 설비(430)의 배관(431)으로부터 배출되어 배선(420)을 통해 필터(483)로 이송된다. 유체에 포함된 이물질은 필터(483)를 거치면서 대부분 제거된다. 필터(483)를 거친 유체는 다시 마이크로 필터(481)를 거치게 되는데, 이에 의해 필터(483)에 의해 제거되지 않은 유체에 포함된 나머지 이물질이 제거된다. 이와 같이 이물질이 완전히 제거된 유체는 글라스창(490)을 통해 확인할 수 있게 된다. 이후 유체는 다시 저장 탱크(460)로 회수되어 다음 세정에 다시 사용된다. 이러한 과정을 반복함으로써 설비(430)의 배관(431)들에 존재하는 이물질을 확실하고 효율적으로 제거할 수 있게 된다.In the vortex flushing method using the vortex flushing apparatus having the
본 발명은 도면에 나타난 실시례들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이러한 실시례들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention is defined by the technical idea of the appended claims.
본 발명은 유동하는 유체에 와류를 발생시키는 와류 발생 장치 또는 이를 구비하여 와류 형태로 유동하는 유체를 이용하여 각종 설비에 구비된 배관을 세정하는 와류 플러싱 장치 또는 이러한 플러싱 장치를 이용하여 각종 설비에 구비된 배관을 세정하는 와류 플러싱 방법에 이용할 수 있다.The present invention relates to a vortex generating device for generating a vortex in a flowing fluid, or a vortex flushing device for cleaning pipes provided in various facilities using a fluid flowing in a vortex form, Flushing method for cleaning the piping.
100, 200, 300, 400: 와류 발생 장치
110, 210, 310: 본체
111, 211, 311: 유입구
112, 212, 312: 배출구
113, 213, 313: 통로
120, 220, 320: 날개
330, 431: 배관
340: 플랜지
360: 와류
370: 와류 플러싱 장치
410, 420: 배선
430: 설비
460: 저장 탱크
461: 가열부
471: 순환 펌프
483: 필터100, 200, 300, 400: vortex generators
110, 210 and 310:
111, 211, 311: inlet
112, 212, 312:
113, 213, 313: passage
120, 220, 320: wing
330, 431: Piping
340: Flange
360: Vortex
370: vortex flushing device
410, 420: Wiring
430: Equipment
460: Storage tank
461:
471: circulation pump
483: Filter
Claims (11)
본체의 내부 측면에 배열되어 본체의 통로를 유동하는 유체가 와류 형태로 유동하도록 변환시키는 적어도 하나의 날개를 구비하는 와류 발생 장치.A body having an inlet through which the fluid flows and an outlet through which the fluid flows and has a passage through which the fluid flows; And
And at least one vane arranged on the inner side of the body for converting the fluid flowing in the passageway of the body to flow in a vortex form.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 와류 발생 장치를 구비하는 와류 플러싱 장치.A vortex flushing device connected to a piping of a facility for removing foreign matter in the piping by flowing fluid in a vortex form in the piping,
A vortex flushing device comprising the vortex generating device according to any one of claims 1 to 8.
A vortex flushing method for removing foreign matter in a piping by flowing a fluid in a vortex form in a piping of a facility using the vortex flushing apparatus according to claim 10 or 11.
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