KR20160145543A - 용기와 시설물의 내부를 세정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폭발 기술에 의해 용기와 시설물(51)의 내부(54)에 있는 침적물을 제거하기 위한 방법 및 세정 장치(1, 101)에 관한 것이다. 세정 장치(1, 101)는 수용 공간(11, 111)을 가진 세정기(2, 102)와 적어도 하나의 정량기(18, 18', 118, 118')를 통해 세정기(2, 102)에 연결되어 있는 적어도 하나의 압력 용기(21, 21'; 121, 121')를 포함한다. 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기(2, 102)에 도입하는 것은 도입 초기의 최대 압력과 도입 종료 후 규정 잔류 압력 간 차압의 원리에 따라 제어된다. 이를 위해, 최대 압력을 토대로 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 내 규정 잔류 압력을 도입할 가스상 성분의 양으로부터 결정하고 상기 규정 잔류 압력에 도달시 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 중지한다. 이와 관련하여 상기 규정 잔류 압력은 과압 범위에 있다.

Description

용기와 시설물의 내부를 세정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CLEANING INTERIORS OF CONTAINERS AND SYSTEMS}

본 발명은 용기와 시설물의 내부를 세정하는 분야에 관한 것이다. 본 발명은 폭발 기술에 의해 용기와 시설물의 내부에 있는 침적물을 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 특히 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 구성되어 있다.

상기 장치와 방법은 내벽에 케이크가 형성되어 더럽혀지고 슬래그가 생긴 용기와 시설물, 특히 소각 시설물을 세정하기 위해 제공된다.

예를 들면 폐기물 소각장 또는 일반적으로 소각 보일러의 가열 표면은 일반적으로 대규모 오염 또는 부착물에 노출되어 있다. 이러한 부착물은 무기물 조성을 갖고 있으며 전형적으로 벽에 소각재 입자의 침적물로 인해 생성된다. 높은 배기가스 온도 범위에서 코팅은 용융 형태로 벽에 고착되어 있거나 온도가 더 낮은 보일러 벽에 고화시 더 낮은 온도에서 용융 또는 응축되는 물질에 의해 벽에 용융되거나 함께 부착되어 있기 때문에 대부분 매우 경질이다. 이러한 코팅은 제거가 매우 어렵고 공지의 세정 방법에 의해 충분히 제거되지 않는다. 이로 인해 보일러는 사용을 중지하고 세정을 위해 냉각하여야 한다. 이를 위해 이러한 보일러는 통상적으로 치수가 극히 크기 때문에 노 또는 가마 안에 종종 비계(scaffold)를 제작할 필요가 있다. 게다가 이로 인해 수 날 또는 수 주 동안 작동을 중단할 필요가 있고 분진과 오물이 많이 발생하여 청소하는 사람에게는 극히 불쾌하고 건강에 좋지 않다. 시설물의 작동 중단시 대부분 본질적으로 발생하는 하나의 결과는 큰 온도 변화의 결과로서 용기 재료 자체가 손상된다는 것이다. 제조 또는 수입 손실로 인해 시설물 정지 비용은 세정과 보수 비용 외에도 중요한 비용 인자이다.

시설물 운전 정지시 사용되는 종래의 세정 방법으로는 예를 들면 보일러 비팅(beating) 뿐 아니라 스팀 분사 블라스터(blaster), 물 분사 블라스터/수트(soot) 블라스터 또는 샷-클리닝(shot-cleaning)뿐 아니라 샌드 블라스팅을 이용하는 것이 있다.

게다가 작동 중에 있는 냉각되거나 고온의 보일러를 폭발체 도입 또는 점화에 의해 세정하는 세정 방법이 공지되어 있다. 열 표면의 케이크는 폭발의 충격뿐 아니라 충격파에 의해 생성된 벽 진동에 의해 날아가 버린다. 이 방법에 의하면 세정 시간은 종래 세정 방법에 비해 크게 단축된다.

이 방법은 폭약이 필요하다는 단점이 있다. 폭발물에 대한 고비용 외에도 사고와 도난을 방지하기 위해 예를 들면 폭약 보관시 안전과 관련한 막대한 비용이 충족되어야 한다.

EP 1 362 213 B1에는 또 다른 세정 방법이 공지되어 있는바, 이 방법도 마찬가지로 폭발을 일으키는 수단을 이용한다. 그러나 이 방법에 따르면 폭약 대신에 폭발성 가스상 혼합물에 의해 팽창할 수 있는 용기 케이싱이 세정 랜스(cleaning lance)의 단부에 부착되어 있다. 상기 폭발성 가스상 혼합물은 적어도 2개의 가스상 성분으로부터 제조된다.

상기 세정 랜스는 빈 용기 케이싱과 함께 보일러 공간에 도입되고 세정할 위치 가까이에 위치된다. 이어서 상기 용기 케이싱은 폭발성 가스 혼합물에 의해 팽창된다. 상기 용기 케이싱 내 가스 혼합물을 점화하여 폭발을 일으키고 이 폭발의 충격파에 의해 보일러 벽의 부착물이 분리된다. 상기 용기 케이싱은 폭발에 의해 갈기갈기 찢어지고 연소된다. 따라서 상기 용기 케이싱은 소모성 재료이다.

상기 방법 및 이와 관련한 장치는 위에서 언급한 폭약을 이용한 폭발 기술에 비해 상기 방법이 작동시 유리하다는 장점이 있다. 이에 따라 예를 들면 산소와 가연성 가스를 포함하고 있는 가스 혼합물의 출발 성분들은 폭약에 비해 조달 비용이 저렴하다. 게다가 위에서 언급한 가스의 조달과 취급은 폭약에 비해 특별한 허가와 자격을 필요로 하지 않아 적절한 훈련을 받은 누구라도 상기 방법을 실시할 수 있다.

게다가 상기 출발 성분은 별도의 주입관을 통해 세정 랜스에 주입되고 따라서 위험한 폭발성 가스 혼합물은 폭발을 촉발하기 직전까지는 세정 랜스에 생성되지 않아 유리하다. 폭약에 비해 상기 가스 혼합물의 개개의 성분들을 취급하는 것은 이들이 개별적으로 단지 가연성일 뿐 폭발성이 없기 때문에 실제로는 훨씬 덜 위험하다.

상기 관련 방법은 충전 과정이 비교적 느리다는 단점이 있다. 이는 가스상 성분이 정량기를 통해 압력 용기로부터 도입된다는 사실 때문이다. 이때 상기 가스상 성분은 압력 용기에서 화학양론비에 따른 양으로 이용 가능하다. 그러나 상기 압력 용기를 비우는 것은 비교적 많은 시간을 필요로 한다. 따라서 압력 용기 또는 탱크로부터 가스상 성분의 유출 속도는 압력 용기가 점점 비워질수록 점근적 경로로 0에 접근한다. 이는 가스상 성분을 용기 케이싱에 도입하는 것은 특히 충전 과정의 종료에 대해 비교적 파격적인 시간이 소요됨을 의미한다.

따라서 본 발명의 목적은 소정량의 가스상 출발 성분을 더 빠르게 도입할 수 있는 상술한 유형의 세정 방법 및 이와 관련한 세정 장치를 제안하는 것이다. 그 결과, 특히 용기 케이싱의 충전은 더욱 빨라질 것이다.

또 다른 목적에 따르면, 상기 세정 방법 및 관련 세정 장치는 제어 기술과 관련하여 비교적 적은 노력으로 화학양론비로 가스상 성분이 도입되어야 할 것이다. 화학양론비는 어느 반응물도 과량으로 존재하지 않도록 반응물이 반응비로 주입되는 것을 의미한다. 따라서 화학양론비는 관련 반응식을 토대로 계산된다.

상기 목적은 독립항 제1항과 제9항의 특징부에 의해 달성된다. 종속항, 상세한 설명과 도면으로부터 본 발명의 다른 개량예와 특정 구현예를 알 수 있다. 이와 관련하여 방법 청구항의 특징부를 장치 청구항과 조합할 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

본 발명에 따른 세정 장치는 특히:

- 하나의 가스상 성분으로 이루어지거나 적어도 하나의 가스상 성분을 가진 폭발성 가스상 혼합물을 제공하기 위한 수용 공간을 가진 세정기;

- 상기 세정기에 연결되어 있고 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기로 제공 및 도입하기 위한 적어도 하나의 압력 용기;

- 상기 적어도 하나의 압력 용기로부터 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분을 정량 도입하기 위한 적어도 하나의 정량기;

- 상기 폭발성 가스상 혼합물을 점화시키기 위한 점화기 및

- 상기 적어도 하나의 정량기를 제어하고 폭발성 혼합물을 점화시키기 위한 제어기를 포함한다.

상기 압력 용기는 특히 주입관을 통해 세정기에 연결되어 있다.

상기 압력 용기 또는 용기들은 특히 세정기에 도입할 가스상 성분의 양을 정량하기 위한 정량 용기이다.

상기 세정 장치는 또한 특히 적어도 하나의 압력 용기 내 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 압력 센서를 포함한다.

상기 세정 장치는 압력 용기로부터 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 최적화하기 위한 수단을 포함하고 상기 수단은:

- 적어도 하나의 압력 센서에 의해 검출되는 압력 용기 내 압력 측정값에 따라 적어도 하나의 정량기를 제어하여 압력 용기 내 측정된 압력이 과압 범위에 있는 규정 잔류 압력에 일치하는 즉시 적어도 하나의 압력 용기로부터 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 종료시키는 위치에 있도록 구성되는 제어기 또는

- 상기 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분을 도입하는 중에 압력 용기 내 저장 공간의 크기를 감소시키기 위한 기계 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도입을 최적화하는 것은 특히 압력 용기로부터 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분의 평균 도입 속도를 증가시키는 것을 포함한다.

상기 저장 공간은 가압 처리되어 세정기에 도입될 가스상 성분을 수용하는 압력 용기 내 저장 공간에 해당한다.

상기 적어도 하나의 정량기는 특히 제어 리드를 통해 제어기에 연결되어 있다. 상기 적어도 하나의 압력 센서는 특히 데이터 리드를 통해 제어기에 연결되어 있다.

본 발명에 따른 방법은 특히 다음과 같은 공정 단계를 갖는다:

- 과압 상태의 상기 압력 용기 안에 적어도 하나의 가스상 성분을 제공하는 단계;

- 상기 압력 용기로부터 정량기를 통해 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분을 도입하는 단계;

- 상기 수용 공간 안에 적어도 하나의 도입된 가스상 성분을 포함하거나 상기 가스상 성분으로 이루어진 폭발성 가스상 혼합물을 제공하는 단계; 및

- 상기 폭발성 가스상 혼합물을 점화시키는 단계.

상기 적어도 하나의 가스상 성분은 압력 용기로부터 특히 주입관을 통해 세정기로 도입된다.

상기 방법은 압력 용기로부터 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을:

- 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기에 도입하는 것을 도입 초기의 최대 압력과 도입 종료 후 과압 범위에 있는 규정 잔류 압력 간 차압의 원리에 따라 제어하거나

- 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기로 도입하는 중에 적어도 하나의 압력 용기 내 저장 공간의 크기를 감소시킴으로써 최적화하는 것을 특징으로 한다.

상기 차압법에 따르면, 규정 잔류 압력은 기지의 최대 압력, 특히 도입할 가스상 성분의 양으로부터 결정된다. 상기 적어도 하나의 가스상 성분의 도입은 규정 잔류 압력 도달시 중지된다. 이러한 방식으로, 규정 잔류 압력 도달시 도입 속도가 압력 용기가 비워지는 종료 시점보다 더 크기 때문에 평균 도입 속도는 종래의 방법에 비해 증가한다.

상기 과압은 압력 용기에 조성되는 압력과 조성되는 주위 압력 간 차이로부터 결정되는 압력 값이다. 상기 주위 압력은 특히 압력 용기 밖에 조성되는 압력이다. 상기 주위 압력은 예를 들면 대기압이다. 이는 상기 압력 용기 또는 용기들이 주위 압력까지 비워지지 않는다는 것을 의미한다.

상기 최대 압력은 도입 초기의 압력 용기 내 압력에 해당한다. 상기 최대 압력은 특히 마찬가지로 정의된다. 따라서 압력 용기는 마찬가지로 소정의 최대 압력에 도달하기까지 제어기에 의해 가스상 출발 성분으로 미리 채워진다.

본 발명의 특별한 변형예에 따르면, 상기 세정기는 폭발성 가스상 혼합물로 채워질 수 있는 용기 케이싱을 부착하도록 구성되어 있다.

상기 변형예에 해당하는 방법은 다음과 같은 공정 단계를 갖는다:

- 상기 세정기에 용기 케이싱을 부착하는 단계;

- 과압 상태의 상기 압력 용기 안에 적어도 하나의 가스상 성분을 제공하는 단계;

- 상기 압력 용기로부터 정량기를 통해 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기로 도입하는 단계;

- 상기 수용 공간 안에 적어도 하나의 도입된 가스상 성분을 포함하거나 상기 가스상 성분으로 이루어진 폭발성 가스상 혼합물을 제공하고 세정기에 부착되어 있는 용기 케이싱을 폭발성 가스상 혼합물로 채우는 단계;

- 상기 폭발성 가스상 혼합물을 점화시켜 상기 용기 케이싱 안의 폭발성 가스상 혼합물을 폭발하게 하는 단계.

상기 압력 용기로부터 적어도 하나의 가스상 성분은 특히 주입관을 통해 세정기로 도입된다.

상기 관련 정량기는 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기에 도입하기 위해 제어기를 통해 개방된다. 상기 해당 정량기는 차압법에 따라 규정 잔류 압력에 도달하는 즉시, 즉 도입할 가스상 성분의 규정량 또는 원하는 양이 도입된 즉시 제어기를 통해 다시 폐쇄된다.

상기 적어도 하나의 정량기는 특히 자기 밸브와 같은 밸브를 포함한다.

상기 적어도 하나의 정량기는 세정기에 부착될 수 있고, 이때 관련 주입관은 압력 용기로부터 정량기까지 연결되어 있다.

상기 적어도 하나의 정량기는 압력 용기의 출구에 부착될 수 있고, 이때 관련 주입관은 정량기로부터 세정기까지 연결되어 있다.

상기 주입관은 연성 튜브 또는 경성 관일 수 있다. 본 발명의 또 다른 개량예에 따른 주입관은 압력 용기의 일부이거나 압력 용기를 형성할 수도 있다. 이는 상기 주입관이 압력 용기를 형성하거나 압력 용기의 일부임을 의미한다. 따라서 상기 최대 압력은 (또한) 주입관 안에 생성된다.

상기 적어도 하나의 정량기의 후단에는 체크 밸브와 같은 체크 부재가 유동 방향으로 배치될 수 있다. 상기 체크 부재는 예를 들면 폭발성 혼합물의 점화시 일어날 수 있는 역류로부터 정량기를 보호한다. 게다가 상기 체크 부재는 또한 여러 압력 용기 간 폭발성 혼합물의 성분들이 교환되는 것을 방지한다. 상기 체크 부재는 특히 주입 압력관의 전단에 유동 방향으로 배치되어 있다.

상기 체크 부재 대신에 질소와 같은 불활성 가스를 주입하기 위한 기구가 동일한 위치에 배치될 수 있다. 도입된 불활성 가스는 일종의 완충부를 형성하고 고온의 폭발 가스로 인해 정량기가 가열되지 않게 한다. 한편, 도입된 불활성 가스는 가스 차단부를 형성하고 여러 정량기 사이에서 폭발성 혼합물의 성분이 교환되지 않게 한다.

상기 정량기(들)는 예상 총 체적의 폭발성 혼합물이 도입된 후에 폐쇄된다. 점화는 제어기를 통해 정량기(들)의 폐쇄와 동시에 또는 폐쇄 이후에 활성화되고, 폭발성 가스상 혼합물이 폭발에 이르게 되는데, 즉 폭발하게 된다. 상기 정량기뿐 아니라 점화기의 제어는 특히 제어기술적으로 서로 맞춰 조정된다. 상기 정량기(들)의 폐쇄와 폭발성 가스상 혼합물의 점화 간 지연은 예를 들면 몇 분의 1초이다. 상기 지연은 미리 설정될 수 있다.

따라서 상기 도입과 점화는 특히 완전 자동화 방식으로 진행되는데, 즉 특히 도입 개시 후 폭발까지 또한 폭발시 어떠한 추가적인 수동 개입도 필요하지 않다.

상기 제어기는 제어기를 작동시키는 작동부를 포함할 수 있다. 이에 따라 작동부를 통해 도입 과정을 개시할 수 있고 필요한 경우에는 설정할 수 있다. 상기 작동부는 작동을 위한 터치스크린을 포함할 수 있다. 상기 작동부는 무선 방식으로 구성될 수 있다.

상기 폭발의 충격과 충격파에 의해 진동하게 되는 표면, 예를 들면 용기 벽 또는 파이프 벽은 블라스팅에 의한 벽 케이크와 슬래그 제거를 가능하게 하여 표면을 세정한다.

상기 적어도 하나의 정량기의 재개방에 의해 폭발에 이어서 수용 공간 안에는 폭발성 혼합물이 제공될 수 있다.

제1 변형예에 따른 적어도 하나의 가스상 성분은 또한 세정기에 도입되는 폭발성 가스상 혼합물에 상응하는 것일 수 있다.

제2 변형예에 따르면, 적어도 2개, 특히 2개의 가스상 성분이 별도로 세정기에 도입되고 서로 혼합되어 폭발성 가스상 혼합물을 제조한다.

특히 이를 위해 상기 세정기의 수용 공간에는 제1 및 제2 가스상 성분이 혼합되어 폭발성 가스상 혼합물이 제조되는 혼합 구간이 형성된다.

따라서 이를 위해 2개 이상의 압력 용기, 정량기, 주입관과 경우에 따라 상술한 그리고 후술하는 유형과 배치구조의 체크 부재가 제공된다.

상기 제1 가스상 성분은 특히 연료이다. 상기 연료는 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄 또는 프로판과 같은 가연성 탄화수소의 군으로부터 선택될 수 있다.

상기 제2 가스상 성분은 특히 예를 들면 가스상 산소 또는 산소-함유 가스와 같은 산화제(oxidant)이다.

가스상 성분은 관련 성분이 점화 직전에 폭발성 가스상 혼합물에 늦어도 가스 형태로 존재하는 것을 의미한다.

상기 적어도 하나의 가스상 성분은 특히 세정기에 도입시 이미 가스로서 존재한다. 한편, 상기 가스상 성분은 액체 형태 또는 부분적으로 액체 형태로 과압 상태의 압력 용기 내 존재할 수 있다.

상기 적어도 하나의 압력 용기에는 특히 저장 수단으로부터 적어도 하나의 가스상 성분이 주입된다. 상기 적어도 하나의 압력 용기의 충전은 적절한 충전기를 통해 제어된다. 상기 충전기도 마찬가지로 제어기를 통해 제어, 즉 개폐될 수 있다. 상기 충전기는 특히 적절한 제어 리드를 통해 제어기에 연결된다. 상기 충전기는 특히 자석 밸브와 같은 밸브이다. 상기 저장 수단은 종래의 가스 병일 수 있다.

따라서 상기 제어기는 예를 들면 제어기에 저장된 압력 용기 내 소정의 최대 압력이 압력 용기에서 압력 센서를 통해 측정되는 즉시 적어도 하나의 압력 용기의 충전을 종료, 즉 충전기를 폐쇄하도록 구성될 수 있다.

상기 제어기는 입력 모듈을 포함할 수 있는데, 상기 입력 모듈을 통해 예를 들면 최대 압력, 규정 잔류 압력 또는 세정 사이클 당 세정기로 도입될 가스상 성분의 양과 같은 규정치(설정치)가 획득된다. 본 명세서에서 제어 리드와 데이터 리드는 기본적으로 유선 연결 또는 무선일 수 있다.

본 발명의 또 다른 개량예에 따른 세정 장치는 제1 압력 용기뿐 아니라 정량기를 포함한다. 상기 제1 가스상 성분은 제1 압력 용기로부터 제1 정량기를 통해 세정기에 도입된다. 상기 제1 가스상 성분은 제1 압력 용기로부터 특히 제1 주입관을 통해 세정기로 도입된다.

또한 상기 세정 장치는 제2 압력 용기뿐 아니라 제2 정량기를 포함한다. 상기 제2 가스상 성분은 제2 압력 용기로부터 제2 정량기를 통해 세정기로 도입된다. 상기 제2 가스상 성분은 제2 압력 용기로부터 특히 제2 주입관을 통해 세정기로 도입된다.

상기 2개의 가스상 성분은 특히 서로에 대해 화학양론비로 세정기에 도입된다. 상기 세정기 내 가스상 성분은 혼합 구간에서 서로 혼합되어 폭발성 가스상 혼합물을 제조한다. 상기 혼합 구간은 특히 세정기의 수용 공간에 위치되어 있다.

상기 압력 센서는 특히 압력 용기로부터 세정기로 관련 가스상 성분이 도입되는 중에 압력 용기 내 압력을 측정하는 역할을 한다. 상기 세정 장치가 여러 가스 성분에 대한 여러 압력 용기를 포함하고 있는 경우에 세정 장치는 특히 압력 용기로부터 세정기로 가스상 성분이 도입되는 중에 가스상 성분의 압력 용기 내 각각의 압력을 측정하기 위한 여러 개의 압력 센서를 포함한다.

상기 정량기 또는 정량기들은 압력 센서 또는 센서들에 의해 압력 용기 또는 압력 용기들에서 측정되는 압력 측정치에 따라 제어기에 의해 제어된다.

상기 압력 용기 또는 압력 용기들은 예를 들면 10 bar 이상, 특히 20 bar 이상과 같이 수 bar의 최대 압력을 가질 수 있다. 이에 따라 20 내지 40 bar의 최대 압력을 예상할 수 있다. 상기 최대 압력은 세정기로 가스상 성분을 도입하는 초기의 압력 용기 내 출발 압력에 해당한다.

상기 압력 용기에서 가스상 성분을 압축하기 위한 압축기와 같은 수단이 제공될 수 있다. 이는 특히 압력 용기에 주입되는 저장 수단 내 가스상 성분이 소정의 최대 압력보다 낮은 출발 압력을 갖는 경우이다.

위에서 언급한 최대 압력에 의해 고압의 폭발성 혼합물 또는 그의 출발 성분들이 유입되므로 예를 들면 대기압이 조성되어 있는 세정기의 수용 공간에 고속으로 유입된다.

상기 규정 잔류 압력은 예를 들면 0.5 bar 이상, 특히 1 bar 이상 또는 2 bar 이상 또는 3 bar 이상의 과압을 갖는다. 이에 따라 예를 들면 1 내지 2 bar의 과압에서 가스 도입 속도는 이미 약 30%를 넘을 수 있다. 따라서 가스 도입 소요 시간이 단축된다.

상기 규정 잔류 압력은 5 bar 이상 또는 10 bar 이상일 수도 있다. 상기 규정 잔류 압력이 높을수록 높은 규정 잔류 압력으로 인해 도입 속도가 도입 종료시에도 여전히 비교적 높기 때문에 평균 속도도 높을 수 있다.

상기 세정기는 특히 폭발성 혼합물 및/또는 폭발 압력파가 수용 공간, 예를 들면 가스 수용 채널로부터 세정할 시설물 또는 세정기에 부착되어 있는 용기 케이싱으로 통과하여 빠져나갈 수 있는 적어도 하나의 배출구를 포함한다. 상기 적어도 하나의 배출구는 특히 폭발성 혼합물의 점화와 폭발 중에는 외부로 개방된다. 상기 적어도 하나의 배출구는 특히 적어도 하나의 가스상 성분이 세정기에 도입하는 중에는 외부로 개방된다.

폭약 가스 혼합물의 점화를 위한 점화기의 점화에 효과적인 성분은 특히 세정기의 가스 수용 채널과 같은 수용 공간에 배치되어 있다. 특히 가스 수용 채널과 같은 수용 공간에 제공되는 폭발성 가스상 혼합물은 점화기에 의해 폭발하게 된다. 상기 폭발성 가스상 혼합물은 특히 점화기를 통해 제어기에 의해 점화된다.

상기 점화는 예를 들면 전기적으로 촉발된 스파크 점화에 의해, 보조 화염에 의해 또는 적절하게 부착된 점화 수단과 점화기의 도움을 받은 불꽃 점화에 의해 이루어진다. 상기 점화기는 특히 전기 점화기이다. 상기 점화기는 점화를 위해 점화 스파크 또는 특히 전기 아크를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 압력 용기로부터 세정기로 가스상 성분을 정량 도입하기 위한 하나 이상의 정량기 각각은 각각의 압력 용기에 마련될 수 있다. 압력 용기당 여러 정량기가 제공되는 경우에, 특히 상기 정량기 각각에는 별도의 주입관이 마련되기도 한다.

상기 적어도 2개의 가스상 성분의 정량기 또는 정량기들의 유동 단면적은 특히 서로에 대해 화학양론비이다.

압력 용기 당 정량기의 수는 특히 각각의 압력 용기로부터 도입되고 폭발성 가스상 혼합물을 제조하기 위한 가스상 성분의 화학양론비에 따른다.

여러 압력 용기 각각에는 가스상 성분당 하나 이상의 주입관과 정량기가 구비되는 것을 예상할 수도 있다. 가스상 성분당 압력 용기의 수는 주입된 가스상 성분의 화학양론비에 따른다.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기에 도입하는 중에 압력 용기 내 저장 공간의 크기는 특히 후술하는 2개의 변형예에 따라 감소할 수 있다.

제1 변형예에 따르면, 상기 압력 용기는 압력 용기 내 저장 공간의 크기를 감소시키면서 가스상 성분을 배출하는 배출기와 세정기로 도입하는 중에 연동될 수 있다.

상기 배출기는 예를 들면 플런저 또는 배출 실린더와 같은 배출 부재를 포함할 수 있다. 이때 상기 배출 부재는 저장 공간으로 이동된다. 상기 배출 부재는 안내 슬리브로 안내되는 안내 실린더를 포함할 수 있다. 상기 배출 부재는 유압식, 공압식 또는 모터에 의해 구동될 수 있다. 상기 구동은 특히 능동형이다.

배출 부재를 구동 또는 추진하기 위해 크기가 변할 수 있는 가스 수용 공간을 가진 배출 저장 수단으로 질소와 같은 배출 가스를 도입하는 것을 예상할 수도 있다. 가스 도입에 의해 이루어지는 배출 저장 수단의 크기 또는 부피 증가에 의해 배출 부재가 이동하기 시작하고 상기 배출 부재의 일부는 압력 용기의 저장 공간의 크기를 감소시킨다. 예를 들면 배출 실린더일 수 있는 배출 부재는 팽창 가능한 풍선 또는 벨로우즈 구조와 연동할 수 있다. 예를 들면 팽창 가능한 풍선 또는 벨로우즈 구조에 의해 보상 저장 수단이 형성될 수 있다.

상기 가스상 성분이 저장 공간을 다시 채울 때 배출 부재는 저장 공간이 확대되면서 다시 후퇴한다. 이에 따라 예를 들면 배출 가스가 배출 저장 수단으로부터 다시 전달될 수 있다.

제2 변형예에 따르면, 상기 압력 용기의 저장 공간은 변위 부재를 통해 압력 용기의 저장 공간으로부터 범위가 한정되는 보상 저장 수단과 연동한다. 상기 보상 저장 수단은 크기가 변할 수 있는 가스 수용 공간을 형성한다. 상기 보상 저장 수단에는 보상 가스, 예를 들면 질소가 함유되어 있다. 상기 저장 공간 내 압력 증가로 인해 변위 부재는 저장 공간이 가스상 성분으로 채워질 때 저장 공간이 확대되고 보상 저장 수단의 크기가 감소하면서 위치 이동한다. 따라서 상기 보상 저장 수단 내 보상 가스가 압축됨으로써 보상 저장 수단 내 압력이 증가한다.

상기 저장 공간으로부터 세정기로 가스상 성분이 도입될 때 상기 변위 부재는 저장 공간의 크기가 감소하고 보상 저장 수단이 확대되면서 저장 공간 내 압력이 감소하고 보상 저장 수단 내 압력이 더 커짐으로써 위치가 이동된다.

이들 과정에서 변위 부재의 위치는 특히 저장 공간으로부터 멀리 또는 가까이 이동한다.

이에 따라 상기 보상 저장 수단에서 압축되는 보상 가스의 에너지는 변위 부재에 의해 압력 용기의 저장 공간 내 가스상 성분을 적어도 부분적으로 배출하기 위해 활용된다. 이 과정에서 보상 저장 수단 내 보상 가스가 방출됨으로써 보상 저장 수단 내 압력은 감소한다.

상기 변위 부재는 저장 공간과 보상 저장 수단 사이의 연성 막일 수 있다. 상기 막은 늘어날 수 있다. 상기 변위 부재는 위치 이동이 가능한 실린더, 특히 안내 슬리브에서 위치 이동이 가능한 실린더를 포함할 수도 있다. 상기 변위 부재는 특히 이중 실린더일 수 있다. 상기 변위 부재는 팽창 가능한 풍선 또는 벨로우즈 구조와 상호작용할 수도 있다. 상기 보상 저장 수단은 예를 들면 팽창 가능한 풍선 또는 벨로우즈 구조에 의해 형성될 수 있다.

위에서 언급한 2개의 변형예에 따른 구현예에 따르면, 제어기를 통해 점화를 촉발하는 엔드-스위치(end-switch)가 제공될 수 있다. 상기 엔드 스위치는 예를 들면 배출 과정 중에 원하는/규정 위치에 도달하였을 때 배출 부재 또는 변위 부재와의 접촉에 의해 촉발될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특별한 개량예에 따르면, 상기 세정기는 주입측과 세정측 단면부를 가진 종방향 부품이다. 상기 주입측 단면부는 적어도 하나의 가스상 성분이 세정기에 도입되는 단면부이다. 경우에 따라 이 단면부가 대개 사용자를 향해 있기 때문에 사용자측 단면부라는 용어를 적용할 수도 있다. 상기 주입측 단면부는 사용자가 세정기를 쥐게 할 수 있는 파지부를 형성할 수 있다.

상기 세정측 단면부는 세정할 위치와 관련이 있는 단면부이다.

상기 종방향 부품은 특히 종방향 연장선으로 연장 형성되어 있는 가스 안내 채널이라고도 하는 가스 수용 채널을 포함한다. 상기 가스 수용 채널은 특히 폐쇄형이다.

상기 가스 수용 채널은 특히 폭발성 가스상 혼합물을 주입측으로부터 세정측 단면부로 주입하기 위한 주입 채널이다. 상기 가스 수용 채널은 특히 수용 공간 또는 그의 일부를 형성한다. 상기 가스 수용 채널의 단부는 주입측 단면부까지 이어져 있고 거기에서 특히 하나 이상의 배출구를 형성한다.

상기 폐쇄형 가스 수용 채널은 가스 수용 파이프 또는 가스 안내 파이프라고도 하는 파이프로서 구성될 수 있다. 상기 파이프는 경성 또는 연성일 수 있다. 연성 파이프는 예를 들면 파형관과 같은 호스로서 구성될 수 있다.

상기 종방향 부품은 세정측 단면부에 용기 케이싱을 부착하기 위해 구성될 수 있다.

상기 종방향 부품은 특히 폭발성 가스상 혼합물이 폭발하게 되기 전에 이 혼합물이 세정할 위치에 가급적 가깝게 이르도록 구성된다.

특히 상기 주입측 단면부에서 적어도 하나의 가스상 성분이 적어도 하나의 압력 용기로부터 적어도 하나의 정량기를 통해 종방향 부품으로 도입될 수 있다. 상기 도입은 특히 주입관을 통해 이루어진다.

상기 적어도 하나의 압력 용기로부터 종방향 부품으로 적어도 하나의 가스상 성분을 정량 도입하기 위한 적어도 하나의 정량기가 특히 주입측 단면부에 부착되어 있다.

여러 개의 정량기가 각각의 출발 성분에 대해 세정기에 제공되면 이들은 예를 들면 종방향 부품과 같은 세정기의 종방향 연장선에 순차적으로 배치될 수 있다. 종방향 연장선에 대해 횡으로 봤을 때 각각 하나의 출발 성분에 대해 여러 개의 정량기가 가스 수용 파이프와 같은 수용 공간의 주위를 따라 배치될 수도 있다.

특히 상기 주입측 단면부에서 가스 수용 파이프 내에는 내부 파이프가 배치된다. 상기 2개의 파이프는 서로 동심원상으로 배치될 수 있다.

상기 내부 파이프는 특히 제1 압력 용기로부터 제1 가스상 성분의 도입을 위한 제1 도입 채널을 형성한다. 특히 상기 가스 수용 파이프와 내부 파이프 사이에는 제2 가스상 성분의 도입을 위한 제2 환형 도입 채널이 형성되어 있다. 상기 내부 파이프의 단부는 특히 가스 수용 파이프로 이어져 있다.

상기 적어도 하나의 가스상 성분의 도입에 이은 유동은 특히 세정측 단면부의 방향으로 종방향 부품의 종방향 연장선으로 진행한다.

상기 제1 도입 채널은 내부 파이프의 언급한 단부에서 세정측 단면부의 방향으로 배출구에 연통되어 있다. 상기 제1 및 제2 도입 채널은 내부 파이프의 단부에서 특히 가스 수용 채널, 특히 주입 채널에 연결되어 있다. 상기 내부 파이프의 단부에는 혼합 구간이 형성되어 있고 상기 혼합 구간에서는 제1 및 제2 도입 채널로부터 세정측 단면부의 방향으로 유동하는 가스상 성분이 혼합되어 폭발성 가스상 혼합물이 제조된다.

상기 세정기 또는 종방향 부품은 특히 세정 랜스이다. 상기 종방향 부품 또는 가스 수용 채널의 길이는 예를 들면 1 m(미터) 이상 또는 2 m 이상 또는 3 m 이상 또는 4 m 이상일 수 있다. 특히 고온 세정 조건에서 상기 세정기 또는 종방향 부품은 1 내지 수 미터, 예를 들면 4 내지 10 m의 길이를 가질 수 있다. 상기 세정기는 예를 들면 저온 환경에서 세정하기 위해 가스 도입 소요시간이 중요하지 않은 경우에는 40 m 이하의 길이를 가질 수도 있다.

상기 가스 수용 채널은 원형의 단면을 형성할 수 있다. 상기 가스 수용 채널의 (최대) 직경은 150 mm(밀리미터) 이하 또는 100 mm 이하 또는 60 mm 이하, 특히 55 mm 이하일 수 있다. 상기 직경은 또한 20 mm 이상 또는 30 mm 이상, 특히 40 mm 이상일 수 있다.

상기 세정기는 또한 세정기 바깥쪽에 클라우드(cloud)를 형성하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 폭발성 가스상 혼합물은 배출구를 통해 용기 케이싱으로 흐르지 않고 세정할 시설물의 내부로 직접 흐르게 된다.

상기 세정기는 세정측 단면부 쪽에 폭발성 가스상 혼합물을 위한 추가 수용 공간을 가진 배출부를 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 가스상 성분이 종래 방법에서보다 더 큰 속도로 도입됨에 따라 압력 용기가 추가 조치 없이도 대기압까지 간단하게 비워지는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 비교적 짧은 시간 내 소정량의 가스상 성분이 세정기로 도입될 수 있다.

따라서 시설물의 고온의 내부에서 용기 케이싱의 체류 시간은 용기 케이싱을 비교적 빠르게 충전시킴으로써 감소시킬 수 있다. 이 때문에 폭발을 촉발하기 전에 열에 의한 용기 케이싱의 손상 위험이 상당히 줄어든다.

한편, 더욱 짧은 체류 시간으로 인해 열에 더욱 취약한 예를 들면 플라스틱의 용기 케이싱을 적용할 수 있다. 이들 용기 케이싱은 예를 들면 이들에 의해 제조시 비용이 적은 것을 특징으로 한다. 한편, 이러한 용기 케이싱은 또한 이들이 전혀 잔류물 없이 연소되는 것을 특징으로 한다. 이것은 종이 재질의 적용으로 인해 종래의 내열성이 더 큰 용기 케이싱의 경우에 항상 해당되는 것은 아니다.

상기 세정기에는 도입되지만 압력 용기에는 미리 도입되지 않은 가스상 성분의 양은 압력 용기에서 압력 측정을 통해 정확한 방식으로 제어될 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 차압법에 의하면 일어날 수 있는 고장에 대비하여 가스 도입 과정을 모니터링할 수 있다. 이에 따라 예를 들면 세정기로 가스 도입과 관련한 시간제한을 제어기에 제공할 수 있다. 따라서 상기 정량기는 규정 잔류 압력에 이미 도달했는지 여부와 상관없이 최대 개방 시간에 도달시 폐쇄된다.

본 발명의 또 다른 개량예에 있어서, 상기 제어기에 연결되어 세정기의 수용 공간 내 압력을 측정하는 압력 센서가 제공될 수 있다. 상기 측정된 압력이 적어도 하나의 가스상 성분의 도입 중에 예를 들면 도입의 임의의 시점에서 또는 임의의 시간 간격으로 임계 압력값을 초과하는 경우에는 도입 과정이 중단될 수 있고 점화는 촉발되지 않는다.

구체적으로 예를 들면 세정기 내 내유동성이 지나치게 커서 가스상 성분(들)이 세정기로 전혀 흐를 수 없거나 낮은 속도로만 흐르는 경우가 있을 수 있다. 또 다른 결과로서 상기 세정기의 수용 공간 내 가스 압력은 도입 과정 중에 규정 가스 압력보다 높다.

이에 따라 예를 들면 가능한 제1 시나리오에 따르면, 세정기의 연성 파형관에 굴곡이 형성될 때, 즉 갑자기 구부러질 때 유동 단면이 크게 줄어들 수 있다. 또 다른 시나리오에 따르면, 상기 용기 케이싱은 전혀 또는 완전하게 펼쳐지지 않는다. 두 경우 모두에서, 가스상 성분은 지나치게 큰 내유동성에 의해 세정기 또는 관련 용기 케이싱으로 흐르지 못하게 된다.

이때, 상기 정량기의 개방 시간이 한정되어 이미 도입된 가스상 성분의 점화 없이 도입 과정을 조기에 중단할 수 있다. 상기 도입 과정은 고장을 수리하는 즉시 새로 시작할 수 있다. 이 때문에 상기 세정기 내 내유동성에도 불구하고 폭발성 혼합물이 점화되는 것을 방지하여 세정기가 손상되지 않도록 한다.

이하 첨부도면에 도시되어 있는 바람직한 실시예에 의해 본 발명의 요지를 더 상세하게 설명하기로 한다. 실시예 각각은 다음의 도면에 개략적으로 도시되어 있는바:
도 1: 본 발명에 따른 세정 장치의 일 구현예이고;
도 2: 본 발명에 따른 세정 장치의 또 다른 구현예이다.

도 1은 본 발명에 따른 세정 방법을 실시하기 위한 세정 장치(1)를 개략적으로 도시하고 있다. 세정 장치(1)는 냉각 가능한 세정 랜스(2)의 구현예에 세정기를 포함하고 있다. 세정 랜스(2)는 외부 인케이싱 파이프(8)와 외부 인케이싱 파이프(8) 안에 배치되고 특히 가스 수용 채널, 즉 주입 채널(11)을 형성하는 내부 가스 수용 파이프(7)를 포함하고 있다. 외부 인케이싱 파이프(8)는 내부 가스 수용 파이프(7)를 둘러싸 환형의 냉각 채널(12)을 형성하고 있다. 그러나 상기 랜스 냉각과 이와 함께 인케이싱 파이프(8)와 냉각 채널(12)은 본 발명의 필수 특징부는 아니다.

세정 랜스(2)는 세정측 단면부(4)와 주입측 단면부(5)를 포함하고 있다.

주입 채널(11)은 세정측 단면부(4)에서 폭발성 혼합물을 위한 배출구(31)를 포함하고 있다. 나아가 용기 케이싱(29)은 세정측 단면부(4)에 부착되어 있다. 용기 케이싱(29)은 주입 채널(11)과 배출구(31)를 통해 세정 랜스(2)에 제공되어 있는 폭발성 가스상 혼합물로 채워질 수 있다.

주입측 단면부(5)에서 세정 랜스(2)는 가스 수용 파이프(7)에 배치되어 있는 내부 파이프(6)를 포함하고 있다. 내부 파이프(6)는 제1 도입 채널(9)을 형성한다. 내부 파이프(6)의 단부는 세정측 단면부(4)의 방향으로 가스 수용 파이프(6)에 이어져 있고 제1 도입 채널(9)을 위한 배출구를 형성한다.

제2 환형 도입 채널(10)은 외부 가스 수용 파이프(7)와 내부 파이프(6) 사이에 형성되어 있다. 2개의 도입 채널(9, 10)은 내부 파이프(6)의 단부에서 세정측 단면부(4)의 방향으로 외부 가스 수용 파이프(7)에 의해 형성되는 주입 채널(11)에 연결되어 있다. 제1 및 제2 가스상 성분의 가스 흐름이 만나는 이 경계부에는 혼합 구간(32)이 형성되어 있다. 상기 가스상 폭약 성분은 혼합 구간(32)에서 혼합되어 폭약 가스 혼합물을 제조하고 혼합물로서 주입관(11)을 통해 용기 케이싱(29)의 방향으로 안내된다.

세정 랜스(2)는 또한 세정측 단부의 방향으로 봤을 때 주입 채널(11) 내 내부 파이프(6)의 후방에 배치되어 있는 점화에 효과적인 성분을 가진 점화기(13)를 포함하고 있다. 점화기(13)는 제어 리드(15a)를 통해 제어기(3)에 연결되어 있다.

세정 장치(2)는 또한 제1 가스상 성분을 세정 랜스(2)에 주입하기 위한 가스 병 형태의 제1 저장 수단(24)을 포함하고 있다. 제1 가스 병(24)은 제1 압력 용기(21)에 제1 가스관(22)을 통해 연결되어 있다. 제1 압력 용기(21)에는 제1 가스 병(24)으로부터 제1 가스상 성분이 주입된다. 특히 밸브 형태의 충전기(23)가 제1 압력 용기(21)와 제1 가스 병(24) 사이에 배치되어 있고 제1 가스 병(24)으로부터 제1 압력 용기(21)로 제1 가스상 성분의 주입을 제어할 수 있다. 제1 압력 용기(21) 내 압력을 측정하기 위한 제1 압력 센서(17)가 제1 압력 용기(21)에 제공되어 있다.

제1 주입관(20)은 제1 압력 용기(21)로부터 세정 랜스(2)의 제1 도입 채널(9)로 이어져 있다.

특히 밸브 형태의 제1 정량기(18)가 제1 압력 용기(21)와 제1 도입 채널(9) 사이에 배치되어 제1 압력 용기(21)로부터 제1 도입 채널(9)로 제1 가스상 성분의 정량 도입을 가능하게 한다. 정량기(18)는 제1 압력 용기(21)의 배출구에 부착되어 있다. 폭발로 인해 폭발성 가스상 혼합물이 주입관(20)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 제1 체크 부재(19)가 정량기(18)와 제1 도입 채널(9) 사이에 부착되어 있다. 그러나 절대적으로 체크 부재(19)를 제공할 필요는 없다.

세정 장치(2)는 또한 제2 가스상 성분을 세정 랜스(2)에 주입하기 위한 제2 가스 병 형태의 제2 저장 수단(24')을 포함하고 있다. 제2 가스 병(24')은 제2 압력 용기(21')에 제2 가스관(22')을 통해 연결되어 있다. 제2 압력 용기(21')에는 제2 가스 병(24')으로부터 제2 가스상 성분이 주입된다. 제2 가스 병(24')으로부터 제2 압력 용기(21')로 제2 가스상 성분을 정량 주입할 수 있는 특히 밸브 형태의 제2 충전기(23')가 제2 압력 용기(21')와 제2 가스 병(24') 사이에 배치되어 있다. 제2 압력 용기(21') 내 압력을 측정하기 위한 제2 압력 센서(17')가 제2 압력 용기(21')에 제공되어 있다.

제2 주입관(20')은 제2 압력 용기(21')로부터 세정 랜스(2)의 제2 환형 도입 채널(10)로 이어져 있다. 제2 압력 용기(21')로부터 제2 도입 채널(10)로 제2 가스상 성분의 정량 도입을 가능하게 하는 특히 밸브 형태의 제2 정량기(18')가 제2 압력 용기(21')와 제2 도입 채널(10) 사이에 배치되어 있다. 정량기(18')는 제2 압력 용기(21')의 배출구에 부착되어 있다. 또한 폭발로 인해 폭발성 가스상 혼합물이 주입관(20')으로 역류하는 것을 방지하기 위한 제2 체크 부재(19')가 제2 정량기(18')와 제2 도입 채널(10) 사이에 부착되어 있다. 그러나 절대적으로 체크 부재(19')를 제공할 필요는 없다.

상기 제1 가스상 성분은 예를 들어 아세틸렌, 에틸렌 또는 에탄과 같은 가연성 가스이다. 상기 제2 가스상 성분은 화학양론을 기준으로 더 많은 양으로 더 큰 제2 도입 채널(10)을 통해 주입되는 산소 또는 산소-함유 가스이다.

압력 용기(21, 21')는 각각 충전기(23, 23')를 개방함으로써 가스상 성분이 가스 병(24, 24')으로부터 압력 용기(21, 21')로 흐르게 하여 채워진다. 압력 용기(21, 21') 내 가스상 성분은 20 내지 40 bar의 최대 압력을 가질 수 있다. 이와 관련하여 압력 용기(21, 21')는 출발 성분을 정량하기 위해 제공되는데, 이에 대해서는 더욱 상세하게 후술하기로 한다.

가스상 성분은 각각 정량기(18, 18')를 개방하여 압력 용기(21, 21')로부터 해당 도입 채널(9, 10)로 도입함으로써 가스상 성분이 압력 용기(21, 21')로부터 해당 도입 채널(9, 10)로 흐르게 된다.

정량기(18, 18')는 제어기(3)에 의해 제어 리드(15b, 15c)를 통해 제어, 즉 개폐된다.

이미 위에서 설명한 바와 같이, 상기 제어기는 제어 관련 파라미터를 입력하기 위한 입력 모둘(41)을 포함하고 있다.

상기 가스상 출발 성분은 소정량과 화학양론비로 압력 용기(21, 21')로부터 세정 랜스(2)로 도입된다. 이러한 방식으로 소정량 또는 소정 부피의 폭발성 가스상 혼합물이 정확한 화학양론비로 제조된다. 가스상 출발 성분의 정확한 화학양론비만이 비로소 가스 혼합물을 실제로 폭발하게 한다.

상기 가스상 성분의 정확한 양은 폭발성 가스상 혼합물의 원하는 양과 가스상 성분의 알고 있는 화학양론비를 토대로 계산될 수 있다. 이때, 가스 도입 초기에 최대 압력을 토대로, 압력 용기로부터 배출되는 가스상 성분의 양을 압력 용기 내 차압으로부터 계산할 수 있다는 사실에 의해 도달하였을 때 소정량의 가스가 압력 용기로부터 배출된 규정 잔류 압력을 결정할 수 있다.

이에 따라 규정 잔류 압력에 대한 값을 제어기에 저장한다. 압력 센서(17, 17')는 적절한 데이터 리드(16a, 16b)를 통해 제어기(17, 17')에 연결되어 있다. 압력 용기(21, 21') 내 조성되는 압력은 압력 병(21, 21')으로부터 배출하는 중에 제어기(3)를 통해 압력 용기(21, 21')에서 압력 센서(17, 17')에 의해 반복적으로 측정된다. 측정 압력이 규정 잔류 압력에 일치하는 즉시 정량기(18, 18')는 제어기(3)를 통해 폐쇄되어 세정 랜스(2)로 가스 도입을 중단한다. 아직까지는 압력 용기(21, 21')가 주변 기압보다 높은 규정 잔류 압력을 갖기 때문에 압력 용기(21, 21')는 소정량의 가스상 성분을 갖고 있다.

이에 비해, 종래의 방법에서는 정확히 소정량의 가스가 압력 용기에 채워진다. 따라서 가스상 성분을 세정 랜스에 도입시 압력 용기는 비워지게 된다.

상기 폭발성 혼합물은 세정 랜스(2)에 폭발성 혼합물이 도입이 완료된 후와 용기 케이싱(29)이 폭발성 가스상 혼합물로 채워진 후에 점화기(13)에 의해 제어기(3)를 통해 점화된다. 상기 폭발성 혼합물은 주입 채널에서 점화되고 이때 용기 케이싱(29)으로 폭발이 전파되어 용기 케이싱이 폭발하게 된다.

점성의 냉각제가 외부 인케이싱 파이프(8)와 내부에 놓여있는 가스 수용 파이프(7)에 의해 형성되는 환형의 냉각 채널(12)로 도입되고 세정측 단면부(4)의 방향으로 안내된다. 상기 냉각제는 가스 수용 파이프(7)를 냉각시키고 이에 따라 세정 랜스(2)를 냉각시킨다.

따라서 세정 랜스(2)는 그의 주입측 단면부(5) 또는 그 주변에 냉각제 주입관(27, 28) 각각에 대한 연결부를 포함한다. 예를 들어 제1 주입관(27)을 통해 물이 주입되고 예를 들어 제2 주입관(28)을 통해 공기가 주입된다. 단 하나의 냉각제, 예를 들면 물을 주입하기 위한 단 하나의 냉각제 주입관을 제공할 수도 있다.

냉각제, 예를 들면 물/공기 혼합물이 냉각제 채널(12)을 통해 안내된다. 상기 냉각제는 세정측 단면부(4)에서 화살표(30)로 표시되어 있는 배출구를 통해 냉각제 채널(12)로부터 빠져나간다. 빠져나간 냉각제는 용기 케이싱(29)을 추가로 냉각시킨다. 그러나 폐쇄형 냉각제 관을 제공할 수도 있다.

상기 냉각제 성분을 냉각제 채널(12)로 도입하는 것은 밸브와 같은 적절한 기구(25, 26)를 통해 제어된다. 이러한 기구를 작동시키면 냉각을 계속 및 차단할 수 있다. 이 능동형 랜스 냉각 또는 밸브(25, 26)는 손으로 작동시키거나 또는 제어기(3)를 통해 제어할 수 있다. 이에 따르면, 기구(25, 26)는 제어 리드(미도시)를 통해 제어기(3)에 연결된다.

냉각제 채널(12)은 또한 수동 냉각을 위해 단순하게 구성될 수도 있고 절연방식으로 작용할 수 있으며 이러한 방식으로 세정 랜스(2)와 폭발성 가스상 혼합물 또는 그 안에 위치되어 있는 성분들이 가열되지 않도록 보호할 수 있다.

상술한 랜스 냉각은 이미 설명한 바와 같이 선택적인 것으로 점화에 필수적인 특징은 아니다.

용기 케이싱(29)이 부착되어 있는 세정 랜스(2)의 세정측 단면부(4)는 본 발명에 따른 세정 방법을 실시하기 위해서 연소 시설물(51)의 벽(52)에 있는 통공(53)을 통해 도입 방향(E)으로 시설물 내부(54)로 도입된다. 상술한 바와 같이 정량 밸브(18, 18')의 작동에 의해 소정량의 가스가 압력 용기(21, 21')로부터 세정 랜스(2)로 안내된다. 이때 상기 가스는 상대적으로 짧은 시간에 도입된다. 도입은 선택된 최대 압력의 크기와 도입할 양에 따라 1초 미만에서 수 초간 지속될 수 있다. 용기 케이싱(29)의 사용시 상기 가스상 성분의 도입 속도는 무작정 높게 설정될 수 없다. 따라서 가스 성분의 도입 시간과 관련한 한계치를 설정한다.

상기 폭발성 혼합물은 정량 밸브(18, 18')의 폐쇄 직후 또는 일정 시간 늦게 점화기(13)에 의해 점화되어 폭발하게 된다.

도 2에 따른 세정 장치(101)의 구현예는 도 1에 따른 실시예에 따른 세정 장치(1)와 비슷한 구성을 가진 세정 랜스(102)를 보여주고 있다.

세정 랜스(102)도 마찬가지로 주입 채널(111)을 형성하는 가스 수용 파이프(107)를 포함하고 있다. 주입측 단면부(105)에서 가스 수용 파이프(107)에는 제1 도입 채널(109)을 형성하고 그 단부가 배출구를 형성하면서 가스 수용 파이프(107)에 이어져 있는 내부 파이프(106)가 배치되어 있다.

마찬가지로 제2 환형 도입 채널(110)도 내부 파이프(106)와 가스 수용 파이프(107) 사이에 형성되어 있다. 내부 파이프의 단부에서 제1 및 제2 도입 채널(109, 110)은 세정측 단면부(미도시)의 방향으로 혼합 구간(132)을 형성하면서 주입 채널(111)에 연결되어 있다.

세정 장치(101)는 마찬가지로 입력 모듈(114)을 구비한 제어기(103)를 포함하고 있다. 세정 장치(101)는 또한 제1 및 제2 가스상 성분을 주입하기 위한 제1 및 제2 압력 용기(121, 121')를 포함하고 있다. 적절한 가스관(122, 122')과 충전기(123, 123')를 통해 가스상 출발 성분이 압력 용기(121, 121')에 주입된다.

압력 용기(121, 121')에는 데이터 리드(116a, 116b)를 통해 제어기(103)에 연결되어 있는 압력 센서(117, 117')가 또한 제공되어 있다.

마찬가지로 세정 랜스(102)에는 제어 리드(115a)를 통해 제어기(103)에 연결되어 있는 점화기(113)가 제공되어 있다.

이때 본 세정 장치(101)는 복수 개의 제1 정량기(118), 특히 밸브가 병렬로 연결되어 있고 제1 가연성 성분을 제1 압력 용기(121)로부터 통과시켜 제1 도입 채널(109)로 도입시킨다는 점에서 도 1에 따른 세정 장치(1)와 다르다. 세정 장치(101)는 또한 병렬로 연결되어 있고 제2 가스상 성분(산소)을 제2 압력 용기(121')로부터 통과시켜 제2 도입 채널(110)로 안내하는 복수 개의 제1 정량기(118'), 특히 밸브를 포함하고 있다. 이때 제1 및 제2 정량기(118, 118')의 개수는 주입된 가스상 성분과 화학양론적 관계에 있다. 본 실시예에서, 상기 비는 가연성 가스 대 산소의 화학양론비에 해당하는 2:7이다.

정량기(118, 118')는 적절한 제어 리드(115b, 115c)를 통해 제어기(103)에 연결되어 있다.

Claims (20)

1. 수용 공간(11, 111)을 가진 세정기(2, 102)와 적어도 하나의 정량기(18, 18'; 118, 118')를 통해 세정기(2, 102)에 연결되어 있는 적어도 하나의 압력 용기(21, 21'; 121, 121')를 포함하는 세정 장치(1, 101)를 이용하여 폭발 기술에 의해 용기와 시설물(51)의 내부에 있는 침적물을 제거하기 위한 방법으로서,
   - 과압 상태의 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 안에 적어도 하나의 가스상 성분을 제공하는 단계;
   - 압력 용기(21, 21'; 121, 121')로부터 정량기(18, 18'; 118, 118')를 통해 세정기(2, 102)로 적어도 하나의 가스상 성분을 도입하는 단계;
   - 수용 공간(11, 111) 안에 적어도 하나의 도입된 가스상 성분을 포함하거나 상기 가스상 성분으로 이루어진 폭발성 가스상 혼합물을 제공하는 단계;
   - 상기 폭발성 가스상 혼합물을 점화시키는 단계를 갖되,
   상기 압력 용기로부터 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 최적화하기 위해:
   - 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기(2, 102)에 도입하는 것을 도입 초기의 최대 압력과 도입 종료 후 과압 범위에 있는 규정 잔류 압력 간 차압의 원리에 따라 제어하거나
   - 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기로 도입하는 중에 적어도 하나의 압력 용기 내 저장 공간의 크기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 최대 압력을 토대로 규정 잔류 압력을 도입할 가스상 성분의 양으로부터 결정하고 상기 규정 잔류 압력 도달시 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 중지하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세정기(2, 102)가 폭발성 가스상 혼합물로 채워질 수 있는 용기 케이싱(29)을 부착하기 위해 구성되고,
   - 세정기(2, 102)에 용기 케이싱(29)을 부착하는 단계;
   - 과압 상태의 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 안에 적어도 하나의 가스상 성분을 제공하는 단계;
   - 압력 용기(21, 21'; 121, 121')로부터 정량기(18, 18'; 118, 118')를 통해 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기(2, 102)로 도입하는 단계;
   - 수용 공간(11, 111) 안에 적어도 하나의 도입된 가스상 성분을 포함하거나 상기 가스상 성분으로 이루어진 폭발성 가스상 혼합물을 제공하고 세정기(2, 102)에 부착되어 있는 용기 케이싱(29)을 폭발성 가스상 혼합물로 채우는 단계;
   - 상기 폭발성 가스상 혼합물을 점화시켜 용기 케이싱(29) 안의 폭발성 가스상 혼합물을 폭발하게 하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 장치(1, 101)가 제1 가스상 성분을 도입하기 위한 제1 압력 용기(21, 121)와 제2 가스상 성분을 도입하기 위한 제2 압력 용기(21', 121')를 포함하고, 상기 가스상 성분들을 서로에 대해 화학양론비로 도입하고 세정기(2, 102)에서 혼합하여 폭발성 가스상 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스상 성분의 도입 중에 적어도 하나의 압력 센서(17, 17'; 117, 117')에 의해 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 내 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 압력 센서(17, 17'; 117, 117')에 의해 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 내 검출되는 압력 측정값에 따라 제어기(3, 103)에 의해 적어도 하나의 정량기(18, 18'; 118, 118')를 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규정 잔류 압력이 1 bar 이상, 특히 2 bar 이상의 과압에 해당하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폭발성 가스상 혼합물을 제어기(3, 103)에 의해 점화기(13, 113)를 통해 점화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가스상 성분이 혼합되어 폭발성 가스상 혼합물이 제조되는 혼합 구간(32, 132)이 세정기(2, 102) 안에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 폭발 기술에 의해 용기 또는 시설물(51)의 내부(54)에 있는 침적물을 제거하기 위한, 특히 제1항 내지 제9항에 따른 방법을 실시하기 위한 세정 장치(1, 101)로서,
    - 하나의 가스상 성분으로 이루어지거나 적어도 하나의 가스상 성분을 가진 폭발성 가스상 혼합물을 제공하기 위한 수용 공간(11, 111)을 가진 세정기(2, 102);
    - 세정기(2, 102)에 연결되어 있고 상기 적어도 하나의 가스상 성분을 세정기(2, 102)로 제공 및 도입하기 위한 적어도 하나의 압력 용기(21, 21'; 121, 121');
    - 적어도 하나의 압력 용기(21, 21'; 121, 121')로부터 세정기(2, 102)로 적어도 하나의 가스상 성분을 정량 도입하기 위한 적어도 하나의 정량기(18, 18'; 118, 118');
    - 상기 폭발성 가스상 혼합물을 점화시키기 위한 점화기(13, 113);
    - 적어도 하나의 정량기(18, 18'; 118, 118')를 제어하고 폭발성 혼합물을 점화시키기 위한 제어기(3, 103)를 포함하되,
    세정 장치(1, 101)가 압력 용기(21, 21'; 121, 121')로부터 세정기(2, 102)로 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 최적화하기 위한 수단을 포함하고 상기 수단은:
    - 적어도 하나의 압력 센서(17, 17'; 117, 117')에 의해 검출되는 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 내 압력 측정값에 따라 적어도 하나의 정량기(18, 18'; 118, 118')를 제어하여 압력 용기(21, 21'; 121, 121') 내 측정된 압력이 과압 범위에 있는 규정 잔류 압력에 일치하는 즉시 적어도 하나의 압력 용기(21, 21'; 121, 121')로부터 세정기(2, 102)로 적어도 하나의 가스상 성분의 도입을 종료시키는 위치에 있도록 구성되는 제어기(3, 103) 또는
    - 상기 세정기로 적어도 하나의 가스상 성분을 도입하는 중에 압력 용기 내 저장 공간의 크기를 감소시키기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
11. 제10항에 있어서, 세정기(2, 102)가 폭발성 가스상 혼합물로 채워질 수 있는 용기 케이싱(29)을 부착하기 위해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 세정 장치(1, 101)가 세정기(2, 102)에 제1 가스상 성분을 도입하기 위한 제1 압력 용기(21, 121)와 제1 정량기(18, 118) 및 제2 가스상 성분을 도입하기 위한 제2 압력 용기(21', 121')와 제2 정량기(18', 118')를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 수용 공간(11, 111)이 세정기(2, 102)에 부착되어 있는 용기 케이싱(29)에 폭발성 혼합물을 주입하기 위한 가스 수용 채널, 특히 주입 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폭발성 가스상 혼합물의 점화를 위한 점화기(13, 113)의 점화에 효과적인 성분이 세정기(2, 102)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 세정기(2, 102)로 가스상 성분을 도입하기 위한 하나 이상의 정량기(18, 18'; 118, 118') 각각이 각각의 압력 용기(21, 21'; 121, 121')에 마련되고 압력 용기(21, 21'; 121, 121')당 정량기(18, 18'; 118, 118')의 개수가 폭발성 가스상 혼합물 제조를 위한 가스상 성분의 화학양론비에 상응하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 세정기(2, 102)가 주입측과 세정측 단면부(5, 105; 4)를 가진 종방향 부품이고, 상기 종방향 부품은 종방향 연장선 방향(L)으로 연장 형성되어 있고 주입측 단면부으로부터 세정측 단면부(5, 105, 4)로 폭발성 가스상 혼합물을 주입하기 위한 가스 수용 채널(11, 111), 특히 주입 채널을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
17. 제16항에 있어서, 용기 케이싱(29)이 세정측 단면부(4)에 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 적어도 하나의 압력 용기(21, 21'; 121, 121')로부터 종방향 부품(2, 102)으로 적어도 하나의 가스상 성분을 정량 도입하기 위한 적어도 하나의 정량기(18, 18'; 118, 118')가 주입측 단면부(5, 105)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 세정기(2, 102)가 세정 랜스인 것을 특징으로 하는 세정 장치.
20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 세정기(2, 102)가 가스 수용 파이프(7, 107)를 포함하고, 내부 파이프(6, 106)가 주입측 단면부(5, 105)에서 가스 수용 파이프(7, 107) 내 배치되어 있으며, 내부 파이프(6, 106)가 제1 압력 용기(21, 121)로부터 제1 가스상 성분을 도입하기 위한 제1 도입 채널(9, 109)을 형성하고, 제2 가스상 성분을 도입하기 위한 제2 환형 도입 채널(10, 110)이 가스 수용 파이프(7, 107)와 내부 파이프(6, 106) 사이에 형성되어 있으며, 내부 파이프(6, 106)의 단부가 가스 수용 파이프(7, 107)에 이어져 있되, 혼합 구간(32, 132)이 내부 파이프(6, 106)의 단부에 형성되어 있고 제1 및 제2 도입 채널(9, 109; 10, 110)이 가스 수용 채널(11, 111), 특히 주입 채널에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.

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