KR20170060631A

KR20170060631A - 만액식 열교환기, 그 세정 장치 및 세정 방법

Info

Publication number: KR20170060631A
Application number: KR1020150164460A
Authority: KR
Inventors: 장기창; 김기봉; 윤형기; 나호상
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2017-06-02
Also published as: KR101748573B1

Abstract

본 발명은 세정 장치를 이루는 구성을 간단하게 구현하여 세정용 볼에 의해 세정이 원활이 이루어지고, 열교환기의 기하학적 형상에 의해, 그리고 열교환기 내의 유체의 흐름 등을 통해 열교환기 내부에 세정용 볼이 체류하는 일 없도록 한 만액식 열교환기, 그 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다.
본 발명은 냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하고 유체의 유입구(121)와 유출구(122);를 포함하는 만액식 열교환기와, 상기 유입구(121)와 연결되는 유입관(21)과, 상기 유출구(122)와 연결되는 유출관(22)과, 상기 유출관(22)에 설치된 세퍼레이터(30)로부터 분리된 볼이 회수되는 볼박스(40)와, 볼박스의 볼입구(41)에 형성된 역류방지부(411)와, 볼박스(40)와 유입관(21)을 연결하는 볼투입관(50)과, 볼투입관(50)에 설치된 제2밸브(52)와, 상기 열교환기에 설치된 제2토출공(113)과, 세퍼레이터(30)보다 하류에서 분기되어 제2토출공(113)과 연결되는 토압파이프(60)와, 토압파이프(60)의 상류에 형성된 제1밸브(61) 및 하류에 형성된 제3밸브(62)와, 상기 제1밸브(61)와 제3밸브(62) 사이에서 토압파이프(60)와 연결되는 볼박스(40)의 제1토출공(43)과, 상기 제1토출공(43)에 설치된 제2멤브레인막(44)과, 상기 볼박스(40)에서 볼투입관(50), 유입구(121), 튜브(103), 유출구(122), 세퍼레이터(30) 순으로 유체와 함께 이동하여 다시 볼박스에 돌아오는 볼(9)을 구비하는 열교환기 세정 장치를 제공한다.

Description

만액식 열교환기, 그 세정 장치 및 세정 방법{A Flood Type Heat Exchanger, Cleaning Apparatus and a Method thereof}

본 발명은 만액식 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정 장치를 이루는 구성을 간단하게 구현하여 세정용 볼에 의해 세정이 원활이 이루어지고, 열교환기의 기하학적 형상에 의해, 그리고 열교환기 내의 유체의 흐름 등을 통해 열교환기 내부에 세정용 볼이 체류하는 일 없도록 한 만액식 열교환기, 그 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다.

만액식 열교환기는 쉘의 내부에 냉매가 채워진 상태에서 유동하고, 상기 쉘을 가로지르는 복수 개의 튜브 다발에 열교환을 하고자 하는 유체(가령, 물)를 통과시켜 냉매와 유체 사이에서 상기 튜브를 통해 열교환을 하는 장치이다.

튜브의 재질에 따른 전도 현상에 의해 열교환이 이루어지기 때문에, 튜브의 재질은 열전도도가 높으면서 냉매나 유체에 의해 쉽게 노화되지 않는 재질로 선택된다. 또한 냉매와 유체 사이의 접촉 면적을 증가시키기 위해 가늘고 긴 복수 개의 튜브를 서로 인접하게 촘촘히 배열하는 것이 일반적이다.

한편 상기 튜브를 통과하는 유체의 유동 방향이 모두 일 방향으로 되어 있는 경우에는 상기 열교환기에 유체가 유입되는 유입구와 상기 열교환기로부터 유체가 유출되는 유출구가 열교환기를 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 형성되는 것이 일반적이며, 튜브의 일부는 유체의 유동방향이 일 방향이고 튜브의 나머지는 유체의 유동방향이 그 반대방향일 경우에는 열교환기의 일측에 유입구와 유출구가 모두 형성되는 것이 일반적이다. 후자의 경우에는 공간을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다는 점에서 유리하다.

도 1과 도 2에는 열교환기의 일측에 유입구와 유출구가 모두 형성된 종래의 만액식 열교환기가 개시되어 있다. 도면 상 좌측에는 유입구와 유출구가 도시되어 있는데, 그 중 아래의 것은 유입구, 위의 것은 유출구이다. 냉매는 쉘의 하부에 형성된 냉매유입구를 통해 유입되어 쉘 내부에 채워진 상태에서 쉘 상부에 있는 냉매유출구를 통해 유출된다. 냉매와 열교환을 하고자 하는 유체는 상기 유입구를 통해 유입되어 아래쪽에 있는 튜브를 통과하여 우측으로 이동하게 되고, 다시 위쪽에 있는 튜브를 통과하여 좌측으로 이동한 후 유출구를 통해 유출된다. 유체는 튜브를 통해 이동하는 동안 냉매와 열교환을 하게 된다.

이러한 튜브는 냉매와 유체 사이의 접촉 면적을 높이기 위해 가는 관으로 제작되는 것이 일반적인데, 이러한 관 내부에 물 때 같은 것이 끼게 되면 유체의 흐름을 방해하는 것은 차치하고 물 때로 인해 열전도율이 떨어져서 냉매와 유체 사이의 열교환 효율이 떨어진다는 문제가 있다.

도 3은 종래의 만액식 열교환기의 세정 장치를 나타낸 도면이다. 상술한 열교환 효율 하락 문제를 해결하기 위해 종래에는 도 3에 도시된 바와 같이 스펀지 볼을 유체와 함께 유동시켜, 스펀지 볼이 튜브 내벽에 부착된 불순물이나 물때를 긁어내 제거하는 방식이 널리 사용되어 왔다.

하지만 이러한 구조는 세정용 볼을 열교환기에 투입하고 열교환기로부터 회수하기 위한 장치가 복잡하다는 문제가 있다. 또한 구조가 복잡함으로 인해 볼을 열교환기에 투입하거나 열교환기로부터 회수하는 절차 역시 복잡하고, 그만큼 오작동과 고장도 잘 발생하게 된다.

또한 도 1 내지 도 3과 같은 형태의 열교환기를 사용하게 되면 도면 상 열교환기의 쉘 우측 부분으로 이동한 볼들이 서로 몰려 있으면서 다시 튜브를 타고 도면 상 좌측으로 이동하지 않는 현상이 발생하게 된다.

특허공보 제1432521호 특허공보 제1088603호 특허공보 제0537943호 특허공보 제0294127호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 만액식 열교환기의 세정을 원활하게 할 수 있는 열교환기 구조 및 세정 장치를 제공하고, 이러한 세정 장치를 이용한 열교환기의 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하며, 냉매유입구(101)를 통해 유입된 냉매가 내부에 채워지는 상태에서 내부의 냉매가 냉매유출구(102) 쪽으로 유출되는 쉘(10);

상기 쉘(10)의 내부공간을 가로지르며 나란히 설치되는 복수 개의 튜브(103)로서, 상기 튜브의 내부로는 유체가 흐르고, 튜브 내부의 유체와 상기 쉘 내부의 냉매를 격리하되, 튜브의 내부를 흐르는 유체가 쉘(10)의 내부에 채워진 냉매와 적어도 열전도에 의해 열교환이 이루어지도록 하고, 내부를 통해 세정용 볼(9)이 통과될 수 있는 직경을 가지는 튜브(103);

상기 튜브(103)의 일측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 제1면(104);

상기 튜브(103)의 타측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 제2면(105);

상기 제2면(105) 측에 결합되되, 상기 복수 개의 튜브들 중 일부의 튜브를 통해 흘러 들어가는 유체를 유입시키는 유입구(121)와, 상기 복수 개의 튜브들 중 나머지 튜브를 통해 흘러 나오는 유체를 유출시키는 유출구(122)와, 상기 유입구(121) 및 상기 일부의 튜브 사이의 공간과 상기 유출구(122) 및 상기 나머지 튜브 사이의 공간을 격리하는 격판(123)이 설치된 제2헤드(12);

상기 제1면(104) 측에 결합되되, 상기 일부의 튜브를 통해 흘러 나온 유체를 상기 나머지 튜브를 통해 흘러 들어가도록 안내하는 제1헤드(11);를 포함하되,

상기 제1헤드(11)는 실질적으로 상기 튜브가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되는 구간이 없는 유선형의 만곡면(112)을 구비하는 것을 특징으로 하는 만액식 열교환기를 제공한다.

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하며, 냉매유입구(101)를 통해 유입된 냉매가 내부에 채워지는 상태에서 내부의 냉매가 냉매유출구(102) 쪽으로 유출되는 쉘(10);

상기 쉘(10)의 내부공간을 가로지르며 나란히 설치되는 복수 개의 튜브(103)로서, 상기 튜브의 내부로는 유체가 흐르고, 튜브 내부의 유체와 상기 쉘 내부의 냉매를 격리하되, 튜브의 내부를 흐르는 유체가 쉘(10)의 내부에 채워진 냉매와 적어도 열전도에 의해 열교환이 이루어지도록 하는 튜브(103);

상기 제1면(104)과 상기 제1헤드(11) 사이의 공간에서, 상기 제1면(104) 쪽에 위치하는 일부의 튜브의 일측 단부와 나머지 튜브의 일측 단부 중 일부의 튜브의 일측 단부와 더 가까운 곳에 위치하며, 상기 나머지 튜브의 일측 단부를 향해 유체를 토출하는 제2토출공(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 만액식 열교환기를 제공한다.

상기 유출구(122)를 통해 유출된 유체의 일부가 토압파이프(60)를 통해 리턴하여 상기 제2토출공(113)으로 토출되는 것을 특징으로 한다.

상기 유출구(122)를 통해 유출된 유체의 일부는 세정용 볼(9)이 분리된 후 토압파이프(60)로 유입되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1헤드(11)는 실질적으로 상기 튜브가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되는 구간이 없는 유선형의 만곡면(112)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

앞서 설명한 열교환기;

상기 열교환기의 튜브(103) 내부를 유체와 함께 유동하는 볼(9);

상기 유입구(121)와 연결되어 상기 열교환기로 유체를 공급하는 유입관(21);

상기 유출구(122)와 연결되어 상기 유출구(122)를 통해 유출된 유체가 흐르는 유출관(22);

상기 유출관(22)에 마련되어 유출구(122)를 통해 유출된 유체와 함께 유동하는 볼을 유체로부터 분리하는 세퍼레이터(30); 및

상기 유출관(22) 상에서 상기 세퍼레이터(30)보다 하류에서 분기되어 상기 제2토출공(113)과 연결되는 토압파이프(60);를 포함하는 열교환기 세정 장치를 제공한다.

상기 토압파이프(60) 상에는 제3밸브(62)가 설치되어 제3밸브(62)의 개폐에 의해 제2토출공(113)을 통한 유체의 토출 여부를 제어한다.

상기 세퍼레이터(30)에서 분리된 볼이 회수되는 볼회수부(32)는 볼박스(40)의 볼입구(41)에 연결된다.

상기 볼입구(41)에는 역류방지부(411)가 설치된다.

상기 볼박스(40)의 볼출구(42)에는 볼투입관(50)이 연결되고, 볼투입관(50)의 단부는 상기 유입관(21)에 형성된 볼투입부(211)와 연결되어 상기 유입관(21)에 합류한다.

상기 볼투입관(50)에는 제2밸브(52)가 설치된다.

상기 볼투입관(50)에는 볼 버퍼 저장소(51)가 설치된다.

상기 토압파이프(60)는 상기 제3밸브(62)의 전방(유체 흐름의 상류)에서 분기되어 상기 세퍼레이터(30)에서 분리된 볼이 회수되는 볼박스(40)의 제1토출공(43)과 연결된다.

상기 볼박스(40)의 제1토출공(43)에는 상기 볼박스(40)에 회수된 볼이 상기 제1토출공(43)을 통해 토압파이프(60) 쪽으로 빠져나가지 않도록 하면서도 유체는 통과시키는 제2멤브레인막(44)이 설치된다.

상기 토압파이프(60)에서 상기 볼박스와 연결되는 분기점보다 전방(유체 흐름의 상류)에는 제1밸브(61)가 설치된다.

상기 세퍼레이터(30)에는 유출관(23)의 유동경로에서 유체는 통과시키고 유출관(23)의 유동경로로부터 볼(9)은 거르는 제1멤브레인막(31)이 설치된다.

상기 유출관(22) 상에 설치되되 상기 세퍼레이터(30)보다 하류 지점이면서 상기 토압파이프(60)보다 상류 지점인 위치에 가압펌프(23)가 설치된다.

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하는 쉘(10); 상기 쉘(10)의 내부공간을 가로지르며 나란히 설치되는 복수 개의 튜브(103); 상기 튜브(103)에 유입될 유체를 유입시키는 유입구(121); 및 상기 튜브(103)로부터 나오는 유체를 유출시키는 유출구(122);를 포함하는 열교환기와,

상기 유입구(121)와 연결되는 유입관(21)과,

상기 유출구(122)와 연결되는 유출관(22)과,

상기 유출관(22)에 설치된 세퍼레이터(30)로부터 분리된 볼이 유출관으로부터 분기되어 볼입구(41)를 통해 회수되는 볼박스(40)와,

볼박스(40)의 볼출구(42)와 유입관(21)을 연결하는 볼투입관(50)과,

볼투입관(50)에 설치된 제2밸브(52)와,

상기 열교환기에 설치되어 열교환기 내를 흐르는 유체를 향해 가압된 유체를 토출하는 제2토출공(113)과,

상기 유출관(22) 상에서 상기 세퍼레이터(30)보다 하류에서 분기되어 상기 제2토출공(113)과 연결되는 토압파이프(60)와,

상기 토압파이프(60) 상에 형성된 제3밸브(62)와,

상기 제3밸브(62)의 상류에서 분기되는 토압파이프(60)가 연결되는 볼박스(40)의 제1토출공(43)과,

상기 토압파이프(60)에서 상기 볼박스와 연결되는 분기점보다 상류에 설치되는 제1밸브(61)와,

상기 볼박스(40)에서 볼투입관(50), 유입구(121), 튜브(103), 유출구(122), 세퍼레이터(30) 순으로 유체와 함께 이동하여 다시 볼박스에 돌아오는 볼(9)

을 구비하는 열교환기 세정 장치를 제공한다.

상기 볼박스(40)의 볼입구(41)에는 역류방지부(411)가 설치된다.

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 열교환기 세정 장치를 이용한 세정 방법으로서,

상기 볼박스(40)에 볼(9)이 저장된 상태에서 상기 제2밸브(52)를 닫은 상태를 유지하는 대기 공정을 포함하는 세정 방법을 제공한다.

상기 대기 공정에서 제1밸브(61)는 닫힐 수 있다.

상기 대기 공정에서 제3밸브(62)는 닫힐 수 있다.

상기 대기 공정에서 제1밸브(61)와 제3밸브(62)는 닫힐 수 있다.

상기 볼박스(40)에 볼(9)이 저장된 상태에서 상기 제2밸브(52)를 열어 볼박스(40)에 저장되어 있던 볼(9)이 볼투입관(50)을 통해 유입관(21)으로 투입되도록 하는 투입 공정을 포함하는 세정 방법을 제공한다.

상기 투입 공정에서, 상기 제1밸브(61)는 열릴 수 있다.

상기 투입 공정에서, 상기 제3밸브(62)는 닫힐 수 있다.

상기 투입 공정에서, 상기 제1밸브(61)는 열리고 상기 제3밸브(62)는 닫힐 수 있다.

상기 볼(9)이 상기 열교환기에 투입된 후 상기 제1밸브(61)와 상기 제3밸브(62)를 열어 유출관(22)의 유체 일부가 상기 토압파이프(60)를 경유한 후 상기 제2토출공(113)을 통해 토출되도록 하는 세정 공정을 포함하는 세정 방법을 제공한다.

상기 세정 공정에서 제2밸브(52)는 열릴 수 있다.

상기 세정 공정에서 제2밸브(52)는 닫힐 수 있다.

상기 볼(9)이 상기 세퍼레이터(30)에 모인 상태에서 상기 제2밸브(52)를 닫고 상기 제3밸브(62)를 열어 볼(9)을 볼박스(40)로 회수하는 회수 공정을 포함하는 세정 방법을 제공한다.

상기 회수 공정에서 제1밸브(61)는 열릴 수 있다.

상기 회수 공정에서 제1밸브(61)는 닫힐 수 있다.

본 발명에 의하면, 열교환기에서 세정용 볼의 체류가 자주 일어나는 위치에서 유체가 체류하지 않도록 하는 형상으로 열교환기를 구현하고, 세정용 볼의 체류가 상습적으로 일어나는 열교환기 내부 영역에 유체 흐름의 본류와 별도의 유체를 토출하여 볼의 이동을 유도할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래기술에 따른 만액식 열교환기의 내부를 일부 나타낸 사시도,
도 2는 종래기술의 만액식 열교환기의 측면 단면도,
도 3은 종래의 만액식 열교환기의 세정 장치의 개요를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 만액식 열교환기와 그 세정 장치의 개요를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 세정 장치가 대기 공정일 때를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 대기 공정에서 투입 공정으로 진행된 상태를 나타낸 도면,
도 7은 도 6의 투입 공정에서 세정 공정으로 진행된 상태를 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 세정 공정에서 회수 공정으로 진행된 상태를 나타낸 도면, 그리고
도 9는 도 8의 C 부분의 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 만액식 열교환기와 그 세정 장치의 개요를 나타낸 도면이다.

[열교환기]

도 4에 도시된 열교환기(1)는, 일측에 제1면(104)이 형성되고 타측에 제2면(105)이 형성된 쉘(10)과, 제1면(104) 측에 결합하는 제1헤드(11)와, 제2면(105) 측에 결합하는 제2헤드(12)를 포함하여 이루어진다.

쉘(10)의 내부 공간, 제1면(104)과 제1헤드(11) 사이의 공간, 제2면(105)와 제2헤드(12) 사이의 공간은 각각 제1면과 제2면에 의해 서로 격리된다. 제1면(104) 및 제1헤드(11) 사이의 공간과 제2면(105) 및 제2헤드(12) 사이의 공간은, 튜브(103)들에 의해 서로 연통한다.

쉘(10)은 냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하는데, 이들은 도시된 바와 같이 서로 가장 멀다고 할 수 있는 위치(도면상 우측하부와 좌측상부)에 형성되어 있다. 냉매유입구(101)를 통해 유입된 냉매는 쉘(10)의 내부공간을 채우고, 냉매는 쉘의 내부에 채워진 상태를 유지한다. 그리고 냉매유입구(101)를 통해 냉매가 유입되는 만큼 냉매유출구(102) 쪽으로 냉매가 유출된다. 도시된 바와 같이 냉매의 유입구와 유출구의 위치가 각각 고정되는 것은 아니며, 도면상 실선의 화살표 방향으로 냉매가 이동할 때에는 아래쪽(101)이 냉매유입구, 위쪽(102)이 냉매유출구가 되고, 도면상 점선의 화살표 방향으로 냉매가 이동할 때에는 위쪽(102)이 냉매유입구가 되고 아래쪽(101)이 냉매유출구가 될 수 있음은 물론이다.

상술한 튜브(103)들은 그 양단들이 각각 제1단(104)과 제2단(105)에 고정되면서 쉘(10)의 내부공간을 가로질러 나란히 설치된다. 이러한 튜브(103)의 내부로는 상기 냉매와 열교환을 하는 유체가 흐른다. 즉 튜브(103)는 튜브 내부를 흐르는 유체와 상기 쉘(10) 내부의 냉매가 서로 섞이지 않도록 격리하는 기능을 하면서, 동시에, 튜브의 내부를 흐르는 유체가 쉘(10)의 내부에 채워진 냉매와 적어도 열전도에 의해 열교환이 이루어지도록 한다. 즉 상술한 제1면(104)은 상기 튜브(103)의 일측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 것이고, 상기 제2면은 상기 튜브(103)의 타측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 것이다.

그리고 이러한 튜브(103)는 스펀지 재질의 세정용 볼(9)이 통과하는 데에 지장이 없으면서도, 세정용 볼이 튜브(103)의 내벽을 닦고 지나가면서 세정용 볼(9)의 내면을 닦고 지나갈 수 있는 직경을 가진다.

쉘(10)의 제2면(105) 측에는 제2헤드(12)가 체결된다. 제2헤드(12)에는 열교환기의 중간 높이 정도에 격판(123)이 설치되어 있어서, 격판(123)을 기준으로 그 하부의 공간과 상부의 공간이 서로 분리된다. 격판(123)을 기준으로 일측(도면 상 하부)에는 상기 복수 개의 튜브들 중 중간높이(격판의 설치 높이)를 기준으로 그보다 하부에 있는 튜브들로 흘러 들어가는 유체를 유입시키는 유입구(121)가 형성되고, 격판(123)을 기준으로 타측(도면 상 상부)에는 상기 복수 개의 튜브들 중 중간높이(격판의 설치 높이)를 기준으로 그보다 상부에 있는 튜브들로부터 흘러 나오는 유체를 유출시키는 유출구(122)가 형성되어 있다.

상기 중간높이를 기준으로 그보다 하부에 있는 튜브들을 통해 통과해 들어간 유체는 후술할 제1헤드(11)에 의해 형성되는 공간을 통해 다시 중간높이를 기준으로 그보다 상부에 있는 튜브들을 통과해 나오게 된다. 제1헤드(11)는 상기 제1면(104) 측에 결합된다. 그리고, 상기 격판(123)보다 하부에 위치하는 튜브들을 통해 흘러 나온 유체를 상기 격판(123)보다 상부에 위치하는 튜브들로 안내하는 기능을 한다. 상기 종래기술에서 그 문제점으로 언급한바 있듯이, 볼(9)은 이러한 제1헤드(11)의 공간 부분에 머무르며 유체와 함께 유동하지 않는 현상이 발생하게 된다. 따라서 본 발명은 제1헤드(11)의 형상이 유선형의 만곡면(112)으로 이루어지며, 이에서 더 나아가 상기 튜브가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되는 구간을 삭제하여 실질적으로 그러한 구간이 없는 형상이다.

또한 상기 제1헤드(11)의 측면에는 제2토출공(113)이 형성된다. 제2토출공은 상기 제1면(104)과 상기 제1헤드(11) 사이의 공간에 머무르며 더 이상 유체와 함께 유동하지 않는 볼(9)들을 밀어주어 유체와 함께 이동하도록 하기 위한 구성으로서, 제2토출공(113)에서 토출되는 유체는 제1헤드 내부 공간에 머무르는 볼들을 상부에 있는 튜브들 쪽으로 밀어내게 된다. 즉, 제2토출공(113)은 상기 제1면(104) 쪽에 위치하는 하부의 튜브들에 더 가까운 곳에 위치하며, 상부의 튜브들을 향해 유체를 토출한다.

후술하겠지만, 이렇게 제2토출공(113)을 통해 토출되는 유체는, 상술한 제2헤드(12)의 유출구(122)를 통해 유출관(22)으로 유출된 유체의 일부가 토압파이프(60)를 통해 리턴하여 토출되는 것이다. 그리고 이렇게 토압파이프(60)를 통해 리턴하는 유체는 세정용 볼(9)이 분리된 후 토압파이프(60)로 유입된다.

[세정 장치]

계속해서 도 4를 참조하면, 열교환기(1)의 유입구(121)에는 유입관(21)이 연결되어 유체가 유입되고, 유출구(122)에는 유출관(22)이 연결되어 열교환기로부터 유출된 유체가 흘러나가는 통로가 된다.

열교환기 세정용 스폰지 볼(9)은 상술한 유입관(21)을 통해 투입되어 유입구(121)를 통해 열교환기(1)에 유입된 후, 열교환기의 튜브(103) 내부를 유체와 함께 유동하여 튜브 내벽을 세척하고, 유출구(122)를 통해 열교환기로부터 빠져나온 후 다시 유출관(22)에 마련된 세퍼레이터(30)를 통해 유체로부터 분리되어 회수된다. 상기 세퍼레이터(30)에는 유출관(23)의 유동경로에서 유체는 통과시키고 유출관(23)의 유동경로로부터 볼(9)은 거르는 제1멤브레인막(31)이 설치되어 있기 때문에, 유출관(23)을 흐르는 물을 세퍼레이터(30)의 제1멤브레인막(31)을 통과하여 계속 유출관을 따라 유동할 수 있게 되고, 유체와 함께 이동하던 볼(9)은 제1멤브레인막(31)에 걸려 더 이상 유출관을 따라 이동하지 못하고 유체로부터 분리되어 회수될 수 있는 것이다.

상기 유출관(22) 상에서 상기 세퍼레이터(30)보다 하류에는 가압펌프(23)가 마련되고, 가압펌프(23)보다 더 하류에는 유출관(22)으로부터 토압파이프(60)가 분기되어 상기 제2토출공(113)과 연결된다. 가압펌프(23)는 세퍼레이터보다 하류에 있으므로 가압펌프에 볼이 유입되는 일이 없고, 가압펌프(23)에서 가압된 유체 중 일부는 토압파이프(60)를 통해 리턴하여 상술한 제2토출공(113)을 통해 제1헤드 내부 공간으로 투입되어 제1헤드에 체류하고 있을지 모르는 볼을 밀어낸다. 토압파이프(60)의 입구 부근에는 제1밸브(61)가 설치되어 있어서 제1밸브(61)가 열리고 닫힘에 따라 토압파이프(60)로 유체가 리턴되는 것을 제어한다. 즉 제1밸브(61)가 닫혀 있는 상태에서는 토압파이프(60)로 유체가 유입되지 아니하고, 제1밸브(61)가 열려 있는 상태여야 토압파이프(60)로 유체가 유입된다.

상기 토압파이프(60) 상에서 제2토출공(113)과 가까운 위치에는 제3밸브(62)가 설치되어 있어서, 제3밸브(62)의 개폐에 의해 제2토출공(113)을 통한 유체의 토출 여부를 제어할 수 있다.

한편 상기 세퍼레이터(30)에서 분리된 볼이 회수되는 볼회수부(32)는 볼들이 머무를 수 있는 버퍼 장소로서의 기능을 하기 때문에 직경이 조금 더 크게 형성되어 있고, 볼회수부(32)의 단부에는 볼박스(40)가 연결된다.

볼박스(40)는 회수된 볼을 저장할 수 있는 공간을 제공한다. 상기 볼회수부(32)는 볼박스(40)의 볼입구(41)에 연결되는데, 이러한 볼입구(41)에는 볼회수부(32)에서 볼박스(40)로 유입되는 유체의 유동은 허용하고, 반대로 볼박스(40)에서 볼회수부(32) 쪽으로 역류하는 유체의 유동은 막는 역류방지부(411)가 설치된다. 이러한 역류방지부(411)는 볼박스(40) 내부 공간을 향해서만 열리는 여닫이문 구조일 수 있다.

볼박스(40)의 저면에는 제1토출공(43)이 형성되어 있다. 제1토출공(43)은 앞서 설명한 토압파이프(60)와 연결되어 있다. 제1토출공(43)와 연결되는 토압파이프 지점은 상술한 제1밸브(61)와 제3밸브(62) 사이에 위치한다. 따라서 제1밸브(61)는 열려있고, 제3밸브(62)는 닫혀있는 상태가 되면 유출관(22)으로부터 토압파이프(60)로 리턴되어 들어오는 유체는 제1토출공(43) 쪽으로 토출된다.

볼박스(40)의 안쪽에서 적어도 제1토출공(43)이 형성된 위치에는 제2멤브레인막(44)이 설치되어 있다. 이러한 멤브레인막은 세정용 볼(9)은 통과시키지 않으면서도 유체는 유동할 수 있도록 하여 준다.

볼박스(40)에 있어서 볼입구(41)와 대향하는 위치에는 볼출구(42)가 형성되어 있다. 볼출구(42)는 볼박스(40) 내에 저장되어 있던 볼이 나가는 출구가 되는 것으로, 이러한 볼출구(42)는 볼투입관(50)과 연결된다.

볼투입관(50)의 타측 단부는 상기 유입관(21)에 형성된 볼투입부(211)와 연결되어 상기 유입관(21)에 합류한다. 따라서 볼투입관(50)을 통해 볼박스(40)로부터 나온 볼(9)은 볼투입관(50)을 따라 이동하여 볼투입부(211)를 통해 유입관(21)에 투입될 수 있다.

이러한 상기 볼투입관(50)에는 제2밸브(52)가 설치되어 있다. 따라서 제2밸브(52)가 닫혀 있는 상태에서는 볼박스(40)에 있던 볼이 유입관(21)에 투입되는 것이 방지되고, 반대로 제2밸브(52)가 열려 있는 상태에서는 볼박스(40)에 있던 볼(9)이 볼투입관(50)을 따라 이동하여 유입관(21)에 투입될 수 있는 상태가 된다.

이러한 볼투입관(50)에는 볼 버퍼 저장소(51)가 설치되어 있다. 볼 버퍼 저장소(51)는 볼투입관(50)을 따라 이동하던 볼이 잠시 머무르는 곳으로 도시된 바와 같이 볼투입관(50)의 절곡 부위에 형성된다. 볼 버퍼 저장소(51)는 볼투입관(50)을 따라 이동하는 볼(9)이 한꺼번에 이동하지 않고 하나씩 하나씩 이동하도록 하여 준다.

[세정 방법]

이하 본 발명에 따른 세정 장치에 의해 세정이 이루어지는 공정에 대해 설명한다.

도 5는 도 4의 세정 장치가 대기 공정일 때를 나타낸 도면, 도 6은 도 5의 대기 공정에서 투입 공정으로 진행된 상태를 나타낸 도면, 도 7은 도 6의 투입 공정에서 세정 공정으로 진행된 상태를 나타낸 도면, 그리고 도 8은 도 7의 세정 공정에서 회수 공정으로 진행된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 의한 세정 장치의 세정은 대기 공정, 투입 공정, 세정 공정, 회수 공정의 순으로 이루어지며, 이들 공정들은 둘 이상의 공정이 서로 오버랩 될 수도 있다.

먼저 도 5에 도시된 대기 공정을 살펴보면, 대기 공정에서는 제2밸브(52)가 닫혀 있는 상태에서 볼박스(40)에 볼(9)들이 저장되어 있는 상태가 된다. 제2밸브(52)는 닫혀 있는 상태이기 때문에 볼투입관(50)으로는 유체가 흐르지 않게 되고, 이에 따라 볼박스(40)에 있는 볼(9)들은 볼출구(42)를 통해 볼투입관(50)으로 이동하지 아니한다.

이에 더해 대기 공정에서 제3밸브(62)도 닫혀 있을 수 있다. 그러면 토압파이프(60)에 있어서 볼박스(40)의 제1토출공(43)과 제3밸브(62) 사이의 구간에서도 유체는 흐르지 않게 된다. 또한 이러한 상태에서는 볼박스(40) 내부에 유체의 유동이 발생하지 않기 때문에 볼박스(40)의 볼입구(41)에도 유동이 없고, 따라서 볼입구에 설치된 역류방지부(411)는 닫혀져 있는 상태가 된다.

위와 같이 볼투입관(50)과 토압파이프(60)에는 유체가 흐르지 않는 상태이기 때문에 제1밸브(61)는 열려 있으나 닫혀 있으나 큰 문제는 없으나, 닫혀 있는 상태로 두는 것이 바람직하다.

대기 공정 중에는 유체의 흐름이 오로지 열교환기에서 이루어질 열교환에 집중되어야 하는데, 제1밸브와 제3밸브를 모두 열어두게 되면 이미 열교환을 마쳐 온도가 높아지거나 낮아진 유체가 다시 열교환기로 유입되어 열교환 효율을 조금이나마 떨어뜨릴 가능성이 있으므로, 적어도 제1밸브와 제3밸브 중 어느 하나는 닫혀 있는 것이 바람직하다.

다음으로 도 6을 참조하여 투입 공정을 살펴보면, 투입 공정에서는 상기 볼박스(40)에 볼(9)이 저장된 상태에서 상기 제2밸브(52)를 열게 된다. 그러면 볼투입관(50)이 유동 가능한 상태가 되는데, 이에 따라 세퍼레이터(30)와 연결되어 있는 볼회수부(32)를 통해 볼박스(40)로 유체가 유입되며 볼박스(40)로 유입되고, 다시 유체는 볼박스에서 볼투입관(50)을 거쳐 볼투입부(211)를 통해 유입관(21)으로 흘러 나가게 된다. 따라서 이러한 유체의 흐름에 따라 볼박스(40)에 저장되어 있던 볼(9)이 볼투입관(50)을 통해 유입관(21)으로 투입될 수 있다.

그런데 제2밸브(52)만 열어 놓은 상태에서는 앞서 설명한 유출관(세퍼레이터) → 볼회수부 → 볼박스 → 볼투입관 → 유입관(볼투입부)의 유동이 제대로 일어나지 않을 가능성도 있다. 즉 세퍼레이터 위치의 유출관의 유압이 볼투입부 부근의 유입관의 압력보다 낮으면 이러한 유동이 일어나기는 어려울 수 있다. 실제로 유입관과 유출관의 압력을 비교하면, 열교환기를 통해 유동하면서 많은 저항을 지나야 하는 유체는 그 압력이 떨어질 수밖에 없고, 결국 유출관의 압력은 유입관보다는 낮을 가능성이 높다. 따라서 위와 같은 유체의 흐름은 쉽게 일어나지 않을 수 있다.

한편 가압펌프(23)를 가동하면 가압펌프(23) 하류의 유체 압력이 가장 커지게 된다. 따라서 유체의 압력은 가압펌프 하류의 유출관 부분이 가장 높고 유입관 부분의 압력이 그보다는 낮으며 가압펌프 상류의 유출관 부분이 가장 낮을 수 있다.

이에 본 발명에서는 제1밸브(61)를 열어 유출관 → 제1밸브 → 토압파이프 → 제1토출공 → 볼박스 → 볼투입관 → 볼투입부 → 유입관에 이르는 유동을 강제로 발생시켜 볼박스(40) 내에 있던 볼이 확실히 유입관으로 투입되도록 할 수 있다. 따라서 제1밸브(61)와 제2밸브(52)가 열려 있는 상태에서 유체는 위와 같은 순서로 흐르게 되고, 이에 따라 볼박스(40) 내에 있던 볼은 확실히 유입관으로 투입된다. 볼박스(40)의 볼입구(41)에는 역류방지부(411)가 설치되어 있으므로, 볼박스에서 거꾸로 볼회수부(32) 쪽으로 유동이 흐르는 것은 확실히 방지된다.

한편 제3밸브(62)는 이러한 투입 공정 초기에 닫혀 있는 상태를 유지한다. 제3밸브(62)가 닫혀 있는 상태는 적어도 볼박스(40)에 저장되어 있던 볼(9)이 모두 유입관(21)으로 투입될 때까지 유지된다. 제3밸브(62)가 닫혀 있으면, 제1밸브를 통해 토압파이프에 유입된 유체는 모두 볼박스와 볼투입관, 제2밸브를 통해 유입관으로 이동하게 되므로, 볼의 초기 투입이 확실히 이루어진다.

볼의 초기 투입이 완료된 후에는 제3밸브를 열어도 무방하다.

다음으로 도 7을 참조하여 세정 공정을 설명한다.

세정 공정에서는 투입 공정에서 했던 것과 마찬가지로 가압펌프(23)가 작동하고 제1밸브(61)가 열려 있는 상태를 그대로 유지한다. 그리고 볼박스에 있던 볼이 모두 빠져나간 상태에서 닫혀 있는 제3밸브(62)를 열고 열려 있던 제2밸브(52)는 닫게 된다. 그러면 유체의 유동은 유출관 → 제1밸브 → 토압파이프 → 제3밸브 → 제2토출공 → 제1헤드의 순으로 이루어지게 된다.

한편 볼투입부(211)를 통해 유입관(21)에 유입된 볼(9)은 유입구(121)를 통해 제2헤드(12)의 내부공간으로 유입된 후 격판(123)보다 하부에 있는 튜브(103)들을 따라 이동하며 튜브의 내벽면을 세척하고 제1헤드(11)의 내부공간으로 들어가게 된다. 제1헤드(11)의 내부 공간 하부에는 제2토출공(113)이 위치하고 있고, 제2토출공에서는 앞서 설명한 바와 같이 토압파이프를 통해 리턴한 유체가 강한 압력으로 토출되고 있으므로 위쪽으로 흐르는 강한 유체의 흐름이 발생하게 된다. 따라서 튜브를 따라 제2헤드에서 제1헤드 쪽으로 이동한 볼(9)들은 이러한 유체의 흐름에 따라 쉽게 부상하여 격판(123)보다 위에 있는 튜브(103)의 입구 쪽에 쉽게 도달하게 되고, 다시 유체의 흐름에 따라 튜브 내부를 이동하며 튜브 내벽면을 세정하게 된다.

이처럼 세정 공정에서 제2토출공(113)을 통해 토출되는 유체의 흐름에 의해 볼들은 제1헤드의 공간에 정체되지 않고 바로 유체와 함께 유동할 수 있게 된다.

제1헤드에서 튜브를 타고 다시 제2헤드의 격판 위쪽 공간에 도달한 볼들은 유체의 흐름을 따라 유출구(122)를 빠져나가 유출관(22)을 유동하게 되고, 세퍼레이터의 제1멤브레인막(31)에 걸려서 더 이상 유출관(22)을 따라 이동하지 않게 된다. 세퍼레이터에서 분리된 볼들은 그 하부에 연결된 볼회수부(32)로 하강하여 대기하게 된다. 볼회수부(32)는 이렇게 체류하게 될 볼들의 부피를 감안하여 그 직경이 크게 형성되어 있으므로 열교환기를 돌아 나온 볼들을 회수하고 체류시키기에 부족함이 없다.

세정 공정 초기에는 제2밸브(52)도 열어 둘 수 있다. 그러면 도 4에 도시된 바와 같이 볼(9)이 볼회수부(32) → 볼박스(40) → 볼투입관(50) → 유입관(21) → 열교환기(1) → 유출관(22) → 세퍼레이터(30) → 볼회수부(32)의 순으로 지속적으로 순환하는 것이 가능하다.

세정이 어느 정도 이루어진 후에는 제2밸브(52)를 닫게 된다. 제2밸브를 닫으면 볼투입관(50)의 내부의 유체 유동이 멈추므로, 순환하던 볼은 더 이상 다시 유입관에 투입되지 않고 세퍼레이터, 볼회수부, 볼박스 부근에 머무르게 된다.

다음으로 도 8을 참조하여 회수 공정을 살펴보면, 회수 공정에서는 상기 볼(9)이 상기 세퍼레이터(30)와 볼회수부(32), 볼박스(40) 부근에 모인 상태에서 상기 제2밸브(52)를 닫고 상기 제3밸브(62)를 열어 볼(9)을 볼박스(40)로 회수하게 된다. 제2밸브와 제3밸브가 열려 있으면, 세퍼레이터(30) → 볼회수부(32) → 볼박스(40) → 제1토출공(43) → 토압파이프(60) → 제3밸브(62) → 제2토출부(113)의 순으로 유동이 생길 수 있는데, 여기서 제1토출공(43)에는 제2멤브레인막(44)이 설치되어 있으므로, 볼(9)은 상기 유체의 유동을 따라 이동하다가 볼박스(40)에서 머물게 된다. 즉 볼은 세퍼레이터(30) → 볼회수부(32) → 볼박스(40)의 순으로 이동하여 볼박스에 저장된다.

이 때 제1밸브(61)는 필요에 따라 닫힐 수도 있고 열릴 수도 있다. 가령 제1밸브가 열려 있게 되면 제1밸브 → 토압파이프 → 제3밸브 → 제2토출공의 순으로 유체의 유동이 발생할 수 있고, 특히 토압파이프 부분 중 제1토출공(43)와 연결되는 부위를 도 9에 도시된 바와 같이 벤츄리 형상으로 형성하면 해당 토압파이프 부분의 압력을 떨어뜨려 세퍼레이터(30) → 볼회수부(32) → 볼박스(40) → 제1토출공(43) → 토압파이프(60)의 유체 유동을 촉진할 수 있다.

반면 굳이 제1밸브(61)를 열지 않더라도 세퍼레이터(30) → 볼회수부(32) → 볼박스(40) → 제1토출공(43) → 토압파이프(60) → 제3밸브(62) → 제2토출부(113)의 순으로 유동이 원활히 발생한다면, 제1밸브(61)를 닫은 상태로 두어도 된다.

이렇게 볼박스(40)로 모든 볼이 회수되면, 앞서 설명한 대기 공정에 들어가게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 열교환기
10: 쉘
101: 냉매유입구
102: 냉매유출구
103: 튜브
104: 제1면
105: 제2면
11: 제1헤드
112: 만곡면
113: 제2토출공
12: 제2헤드
121: 유입구
122: 유출구
123: 격판
21: 유입관
211: 볼투입부
22: 유출관
23: 가압펌프
30: 세퍼레이터
31: 제1멤브레인막
32: 볼회수부
40: 볼박스
41: 볼입구
411: 역류방지부
42: 볼출구
43: 제1토출공
44: 제2멤브레인막
50: 볼투입관
51: 볼버퍼저장소
52: 제2밸브
60: 토압파이프
61: 제1밸브
62: 제3밸브
9: 볼

Claims

냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하며, 냉매유입구(101)를 통해 유입된 냉매가 내부에 채워지는 상태에서 내부의 냉매가 냉매유출구(102) 쪽으로 유출되는 쉘(10);
상기 쉘(10)의 내부공간을 가로지르며 나란히 설치되는 복수 개의 튜브(103)로서, 상기 튜브의 내부로는 유체가 흐르고, 튜브 내부의 유체와 상기 쉘 내부의 냉매를 격리하되, 튜브의 내부를 흐르는 유체가 쉘(10)의 내부에 채워진 냉매와 적어도 열전도에 의해 열교환이 이루어지도록 하고, 내부를 통해 세정용 볼(9)이 통과될 수 있는 직경을 가지는 튜브(103);
상기 튜브(103)의 일측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 제1면(104);
상기 튜브(103)의 타측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 제2면(105);
상기 제2면(105) 측에 결합되되, 상기 복수 개의 튜브들 중 일부의 튜브를 통해 흘러 들어가는 유체를 유입시키는 유입구(121)와, 상기 복수 개의 튜브들 중 나머지 튜브를 통해 흘러 나오는 유체를 유출시키는 유출구(122)와, 상기 유입구(121) 및 상기 일부의 튜브 사이의 공간과 상기 유출구(122) 및 상기 나머지 튜브 사이의 공간을 격리하는 격판(123)이 설치된 제2헤드(12);
상기 제1면(104) 측에 결합되되, 상기 일부의 튜브를 통해 흘러 나온 유체를 상기 나머지 튜브를 통해 흘러 들어가도록 안내하는 제1헤드(11);를 포함하되,
상기 제1헤드(11)는 실질적으로 상기 튜브가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되는 구간이 없는 유선형의 만곡면(112)을 구비하는 것을 특징으로 하는 만액식 열교환기.
냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하며, 냉매유입구(101)를 통해 유입된 냉매가 내부에 채워지는 상태에서 내부의 냉매가 냉매유출구(102) 쪽으로 유출되는 쉘(10);
상기 쉘(10)의 내부공간을 가로지르며 나란히 설치되는 복수 개의 튜브(103)로서, 상기 튜브의 내부로는 유체가 흐르고, 튜브 내부의 유체와 상기 쉘 내부의 냉매를 격리하되, 튜브의 내부를 흐르는 유체가 쉘(10)의 내부에 채워진 냉매와 적어도 열전도에 의해 열교환이 이루어지도록 하는 튜브(103);
상기 튜브(103)의 일측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 제1면(104);
상기 튜브(103)의 타측 단부에 설치되어 상기 복수 개의 튜브(103) 사이의 공간을 차폐하는 제2면(105);
상기 제2면(105) 측에 결합되되, 상기 복수 개의 튜브들 중 일부의 튜브를 통해 흘러 들어가는 유체를 유입시키는 유입구(121)와, 상기 복수 개의 튜브들 중 나머지 튜브를 통해 흘러 나오는 유체를 유출시키는 유출구(122)와, 상기 유입구(121) 및 상기 일부의 튜브 사이의 공간과 상기 유출구(122) 및 상기 나머지 튜브 사이의 공간을 격리하는 격판(123)이 설치된 제2헤드(12);
상기 제1면(104) 측에 결합되되, 상기 일부의 튜브를 통해 흘러 나온 유체를 상기 나머지 튜브를 통해 흘러 들어가도록 안내하는 제1헤드(11);를 포함하되,
상기 제1면(104)과 상기 제1헤드(11) 사이의 공간에서, 상기 제1면(104) 쪽에 위치하는 일부의 튜브의 일측 단부와 나머지 튜브의 일측 단부 중 일부의 튜브의 일측 단부와 더 가까운 곳에 위치하며, 상기 나머지 튜브의 일측 단부를 향해 유체를 토출하는 제2토출공(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 만액식 열교환기.
청구항 2에 있어서,
상기 유출구(122)를 통해 유출된 유체의 일부가 토압파이프(60)를 통해 리턴하여 상기 제2토출공(113)으로 토출되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
청구항 3에 있어서,
상기 유출구(122)를 통해 유출된 유체의 일부는 세정용 볼(9)이 분리된 후 토압파이프(60)로 유입되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
청구항 2에 있어서,
상기 제1헤드(11)는 실질적으로 상기 튜브가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되는 구간이 없는 유선형의 만곡면(112)을 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 열교환기;
상기 열교환기의 튜브(103) 내부를 유체와 함께 유동하는 볼(9);
상기 유입구(121)와 연결되어 상기 열교환기로 유체를 공급하는 유입관(21);
상기 유출구(122)와 연결되어 상기 유출구(122)를 통해 유출된 유체가 흐르는 유출관(22);
상기 유출관(22)에 마련되어 유출구(122)를 통해 유출된 유체와 함께 유동하는 볼을 유체로부터 분리하는 세퍼레이터(30); 및
상기 유출관(22) 상에서 상기 세퍼레이터(30)보다 하류에서 분기되어 상기 제2토출공(113)과 연결되는 토압파이프(60);를 포함하는 열교환기 세정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 토압파이프(60) 상에는 제3밸브(62)가 설치되어 제3밸브(62)의 개폐에 의해 제2토출공(113)을 통한 유체의 토출 여부를 제어하는 열교환기 세정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 세퍼레이터(30)에서 분리된 볼이 회수되는 볼회수부(32)는 볼박스(40)의 볼입구(41)에 연결되는 열교환기 세정 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 볼입구(41)에는 역류방지부(411)가 설치된 열교환기 세정 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 볼박스(40)의 볼출구(42)에는 볼투입관(50)이 연결되고, 볼투입관(50)의 단부는 상기 유입관(21)에 형성된 볼투입부(211)와 연결되어 상기 유입관(21)에 합류하는 열교환기 세정 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 볼투입관(50)에는 제2밸브(52)가 설치되는 열교환기 세정 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 볼투입관(50)에는 볼 버퍼 저장소(51)가 설치되는 열교환기 세정 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 토압파이프(60)는 상기 제3밸브(62)의 전방(유체 흐름의 상류)에서 분기되어 상기 세퍼레이터(30)에서 분리된 볼이 회수되는 볼박스(40)의 제1토출공(43)과 연결되는 열교환기 세정 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 볼박스(40)의 제1토출공(43)에는 상기 볼박스(40)에 회수된 볼이 상기 제1토출공(43)을 통해 토압파이프(60) 쪽으로 빠져나가지 않도록 하면서도 유체는 통과시키는 제2멤브레인막(44)이 설치된 열교환기 세정 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 토압파이프(60)에서 상기 볼박스와 연결되는 분기점보다 전방(유체 흐름의 상류)에는 제1밸브(61)가 설치된 열교환기 세정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 세퍼레이터(30)에는 유출관(23)의 유동경로에서 유체는 통과시키고 유출관(23)의 유동경로로부터 볼(9)은 거르는 제1멤브레인막(31)이 설치되는 열교환기 세정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 유출관(22) 상에 설치되되 상기 세퍼레이터(30)보다 하류 지점이면서 상기 토압파이프(60)보다 상류 지점인 위치에 가압펌프(23)가 설치되는 열교환기 세정 장치.
냉매유입구(101)와 냉매유출구(102)를 구비하는 쉘(10); 상기 쉘(10)의 내부공간을 가로지르며 나란히 설치되는 복수 개의 튜브(103); 상기 튜브(103)에 유입될 유체를 유입시키는 유입구(121); 및 상기 튜브(103)로부터 나오는 유체를 유출시키는 유출구(122);를 포함하는 열교환기와,
상기 유입구(121)와 연결되는 유입관(21)과,
상기 유출구(122)와 연결되는 유출관(22)과,
상기 유출관(22)에 설치된 세퍼레이터(30)로부터 분리된 볼이 유출관으로부터 분기되어 볼입구(41)를 통해 회수되는 볼박스(40)와,
볼박스(40)의 볼출구(42)와 유입관(21)을 연결하는 볼투입관(50)과,
볼투입관(50)에 설치된 제2밸브(52)와,
상기 열교환기에 설치되어 열교환기 내를 흐르는 유체를 향해 가압된 유체를 토출하는 제2토출공(113)과,
상기 유출관(22) 상에서 상기 세퍼레이터(30)보다 하류에서 분기되어 상기 제2토출공(113)과 연결되는 토압파이프(60)와,
상기 토압파이프(60) 상에 형성된 제3밸브(62)와,
상기 제3밸브(62)의 상류에서 분기되는 토압파이프(60)가 연결되는 볼박스(40)의 제1토출공(43)과,
상기 토압파이프(60)에서 상기 볼박스와 연결되는 분기점보다 상류에 설치되는 제1밸브(61)와,
상기 볼박스(40)에서 볼투입관(50), 유입구(121), 튜브(103), 유출구(122), 세퍼레이터(30) 순으로 유체와 함께 이동하여 다시 볼박스에 돌아오는 볼(9)
을 구비하는 열교환기 세정 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 볼박스(40)의 볼입구(41)에는 역류방지부(411)가 설치된 열교환기 세정 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 볼박스(40)의 제1토출공(43)에는 상기 볼박스(40)에 회수된 볼이 상기 제1토출공(43)을 통해 토압파이프(60) 쪽으로 빠져나가지 않도록 하면서도 유체는 통과시키는 제2멤브레인막(44)이 설치된 열교환기 세정 장치.
청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항의 열교환기 세정 장치를 이용한 세정 방법으로서,
상기 볼박스(40)에 볼(9)이 저장된 상태에서 상기 제2밸브(52)를 닫은 상태를 유지하는 대기 공정을 포함하는 세정 방법.
청구항 21에 있어서,
상기 대기 공정에서 제1밸브(61)는 닫혀 있는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 21에 있어서,
상기 대기 공정에서 제3밸브(62)는 닫혀 있는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 21에 있어서,
상기 대기 공정에서 제1 밸브(61)와 제3밸브(62)는 닫혀 있는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항의 열교환기 세정 장치를 이용한 세정 방법으로서,
상기 볼박스(40)에 볼(9)이 저장된 상태에서 상기 제2밸브(52)를 열어 볼박스(40)에 저장되어 있던 볼(9)이 볼투입관(50)을 통해 유입관(21)으로 투입되도록 하는 투입 공정을 포함하는 세정 방법.
청구항 25에 있어서,
상기 투입 공정에서, 상기 제1밸브(61)는 열리는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 25에 있어서,
상기 투입 공정에서, 상기 제3밸브(62)는 닫히는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 25에 있어서,
상기 투입 공정에서, 상기 제1밸브(61)는 열리고 상기 제3밸브(62)는 닫히는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항의 열교환기 세정 장치를 이용한 세정 방법으로서,
상기 볼(9)이 상기 열교환기에 투입된 후 상기 제1밸브(61)와 상기 제3밸브(62)를 열어 유출관(22)의 유체 일부가 상기 토압파이프(60)를 경유한 후 상기 제2토출공(113)을 통해 토출되도록 하는 세정 공정을 포함하는 세정 방법.
청구항 29에 있어서,
상기 세정 공정에서 제2밸브(52)는 열리는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 29에 있어서,
상기 세정 공정에서 제2밸브(52)는 닫히는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항의 열교환기 세정 장치를 이용한 세정 방법으로서,
상기 볼(9)이 상기 세퍼레이터(30)에 모인 상태에서 상기 제2밸브(52)를 닫고 상기 제3밸브(62)를 열어 볼(9)을 볼박스(40)로 회수하는 회수 공정을 포함하는 세정 방법.
청구항 32에 있어서,
상기 회수 공정에서 제1밸브(61)는 열리는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
청구항 29에 있어서,
상기 회수 공정에서 제1밸브(61)는 닫히는 것을 특징으로 하는 세정 방법.