KR20170122506A - 절연 세척액 가온 세척 장치 및 세척 방법 - Google Patents

절연 세척액 가온 세척 장치 및 세척 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특히 절연 세척액을 정확한 요구 온도까지 급상승시켜 분사시키는 수단이 구비되는 세척장치 및 세척방법에 관한 것으로서, 도전율이 극히 낮은 절연성 세척액이 내장되는 절연성 세척액 용기와, 절연성 세척액을 이송시키는 공급펌프가 구비되는 세척액 공급부와, 세척액 공급부에서 이송된 절연성 세척액이 흐르는 세척액 관로 및 세척액 가열을 위한 코일이 내장되는 코일 관로가 내부에 형성되는 알루미늄 주물로 이루어지는 열교환기와, 코일 관로에 내장되는 코일과, 코일 구동용 가열조절기와, 상기 알루미늄 주물의 세척액 관로 입구에 연결되는 주입관 및 세척액 관로 출구에 연결되는 배출 관으로 이루어지는 가온부와, 상기 가온부에서 가온되어 배출관으로 배출되는 절연성 세척액을 분사시키는 분사펌프 및 분사 노즐이 구비되는 기수혼합배출부 및, 상기 공급부와, 가온부와, 기수혼합배출부의 동작을 제어시키는 제어부로 이루어짐으로써, 순간적인 열 교환으로 절연성 세척액의 온도를 요구되는 온도까지 즉시 가온시킬 수 있고, 이중의 안전장치가 구비되게 되어 절연성 세척액의 발화가 철저하게 방지되며, 특히 동절기에도 절연성 세척액의 온도를 요구되는 온도까지 용이하게 가온시킬 수 있고, 열교환기의 부피를 극히 작게 형성하더라도 절연성 세척액을 용이하게 높은 온도까지 가온시킬 수 있는 절연 세척액 가온 세척 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

Description

절연 세척액 가온 세척 장치 및 세척 방법{Cleansing equipment and cleansing method using temperature increased insulation cleanser}
본 발명은 절연 세척액이 이용되는 세척 장치 및 세척 방법에 관한 것으로, 특히 절연 세척액을 정확한 요구 온도까지 급상승시켜 분사시키는 수단이 구비되는 세척장치 및 세척방법에 관한 것이다.
통신장비를 포함하는 각종 전기설비는 건축물뿐만 아니라 자동차 기타 인간생활의 모든 분야에 쓰이고 있다. 그런데 전기 설비는 사용 시간이 경과되면서 각종 고장이 발생되는데 이러한 고장의 원인은 환경의 영향 또는 자체 진동 및 열에 의한 부품의 열화로 인하여 발생되기도 하지만 주위로부터 유입되는 먼지가 쌓이면서 발생되기도 한다. 이 경우 쌓이는 먼지가 습기를 머금게 되면 사고가 유발될 수 있다.
특히 오염이 많은 옥외시설물의 전기설비나 차량에 사용되는 전기기기에서는 정기적인 청소는 필수적이다.
따라서 전기설비도 일반 시설물과 마찬가지로 강력한 세척작용이 발휘될 수 있는 세척액을 사용하여 청소되어야 하지만, 일반적인 용도의 세척액은 전기가 통하는 수분이 주된 성분이므로 합선이 유발될 수 있어 사용될 수 없는 관계로, 전기가 통하지 않는 특수한 절연성 세척액이 사용된다.
통상적인 물은 도전율이 상온 상태에서 200 내지 300 μS 임에 비하여 절연성 세척액의 도전율은 상온에서 0.6 μS 이고 섭씨 60도 에서는 0.3 μS이며 저항은 섭씨 20도에서는 1.4 메가 옴이고 섭씨 60도에서는 3.3 메가 옴으로서 고유 저항이 극히 높아서 전기가 거의 통하지 않는 부도체인 것을 알 수 있다.
한편, 세척되어야 하는 전기설비에 쌓이는 이물질의 종류도 다양한데, 일반적인 먼지인 경우도 있지만 잘 지워지지 않는 기름성분일 수도 있다. 특히 차량 내부에 설치된 전기기기의 경우에는 늘 기름 먼지에 노출되어 있으므로 기름이 함유된 이물질이 전기기기를 오염시켜 차량의 고장이 유발될 수 있다. 또한 차량 이외에도 카본 기름때가 많이 쌓이는 공장이나 발전소 기타 대형 배전반이 사용되는 시설물에서의 전기설비 오염은 장비 오작동과 부하상승 및 수명단축을 유발시키고 화재 기타 인명피해 사고도 초래시킬 수 있다.
이처럼 기름성분을 머금은 먼지 층을 제거하는 경우에는 절연성 세척액을 상온 상태에서 사용할 경우 기름 성분이 제대로 제거되기 힘들므로 절연성 세척액의 세정력을 높이기 위하여 열을 가하여 가온시킴으로써 절연성 세척액을 활성화 시킬 필요가 있다. 반복 실험 결과 세척 시점에서 절연성 세척액의 온도가 섭씨 45도 내지 55도일 경우에 최상의 세척력이 발휘되어 묵은 기름때와 카본류의 이물질이 원활하게 세척 가능한 것으로 확인되었다.
그러나 절연성 세척액이 분사 건으로부터 분사되는 시점에서 섭씨 45도 내지 55도가 되려면 세척 장치 내에서 섭씨 70도 내지 95도로 가열되어야 하나, 한정된 부피의 가열기 내에서 절연성 세척액을 섭씨 섭씨 70도 내지 95도도 까지 가열시키기가 힘든 문제가 있으며, 절연성 세척액의 끓는점이 섭씨 60도이고 인화점이 섭씨 63도 이므로 공기와 절연성 세척액이 혼합되는 시점에서 안전하게 45도 내지 55도로 유지시키는 것이 힘든 문제가 있다.
이러한 전기설비 세척을 위한 장치와 관련된 종래기술을 살펴보면 도 1에 도시된 공개실용신안공보 제20-2015-0004449호(공개일자: 2015.12.11)에 개시된 '철탑의 애자 청소용 세척수 분사장치'를 들 수 있다.
상기 종래기술은 내부로 세척수가 유입되는 몸체와, 상기 몸체의 내부로 유입된 세척수가 분기되도록 상기 몸체의 내부에 형성되는 제1유로 및 제2유로와, 제1유로와 제2유로의 단부에 각각 구비되는 제1분사노즐 및 제2분사노즐과, 제1유로와 제2유로 중 어느 하나의 유로가 선택적으로 개폐되도록 하는 개폐부로 구성되어, 1련과 2련의 절연애자에 동시에 사용할 수 있어 세척작업에 소요되는 시간과 인력을 줄일 수 있고, 절연애자의 세척효율이 향상되는 장점이 있다.
그러나 상기 종래기술에서는 절연성 세척액의 특성이 고려되어 절연성 세척액의 온도를 정밀하게 제어하면서 가온시킬 수 있는 수단에 대해서는 전혀 찾아볼 수 없어 앞서 서술한 문제점이 해결되지 못하는 한계가 있다.
따라서 절연성 세척액을 한정된 부피의 세척 장치 내에서 필요한 요구 온도까지 가온시킬 수 있으면서도, 절연성 세척액의 온도가 인화점에 근접되지 않도록 가온 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 장치 및 방법에 대한 기술이 절실하게 요청되는 상황이다.
공개실용신안공보 제20-2015-0004449호(공개일자: 2015.12.11)
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 절연성 세척액을 한정된 부피의 세척 장치 내에서 필요한 요구 온도까지 가온시킬 수 있으면서도, 절연성 세척액의 온도가 인화점에 근접되지 않도록 가온 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연 세척액 가온 세척 장치는, 도전율이 극히 낮은 절연성 세척액이 내장되는 절연성 세척액 용기와, 절연성 세척액을 이송시키는 공급펌프가 구비되는 세척액 공급부와, 세척액 공급부에서 이송된 절연성 세척액이 흐르는 세척액 관로 및 세척액 가열을 위한 코일이 내장되는 코일 관로가 내부에 형성되는 알루미늄 주물로 이루어지는 열교환기와, 코일 관로에 내장되는 코일과, 코일 구동용 전원조절기와, 상기 알루미늄 주물의 세척액 관로 입구에 연결되는 주입관 및 세척액 관로 출구에 연결되는 배출관으로 이루어지는 가온부와, 상기 가온부에서 가온되어 배출관으로 배출되는 절연성 세척액을 분사시키는 분사펌프 및 분사 노즐이 구비되는 기수혼합배출부 및 상기 공급부와, 가온부와, 기수혼합배출부의 동작을 제어시키는 제어부로 이루어진다.
이 경우 바람직하게는 상기 세척액 관로와 코일 관로는 모두 나선형으로 이루어지고 같은 방향으로 형성되며, 어느 하나가 나머지 하나의 내측에 일정 간격 이격되게 배치된다.
그리고 바람직하게는 상기 열교환기를 이루는 알루미늄 주물은 세척액 관로와 코일 관로 외에는 내부가 알루미늄으로 채워진다.
또한 상기 세척액 관로의 배출구 방향 끝단에는 바람직하게는 상기 절연성 세척액의 온도가 일정 온도까지 상승되면 자동으로 상기 코일에 흐르는 전류를 차단시키는 서모스탯이 구비된다.
한편, 바람직하게는 상기 세척액 관로의 배출구 방향 끝단에는 제1온도계가 부착되고, 세척액 관로의 주입구 방향 끝단에는 제2온도계가 부착되며, 세척액 관로의 양 끝단 사이에는 제3온도계가 부착되고, 상기 열교환기 외부에 제4온도계가 구비되어, 제1온도계에서 측정되는 절연성 세척액 온도가 제1허용치를 초과하거나, 또는 제3온도계의 측정치가 제2허용치를 초과하거나, 또는 제1 및 제3온도계가 제1 및 제2 허용치 이하이더라도 제3온도계 또는 제4온도계의 측정치가 안전 수치를 초과하는 경우에는 상기 코일 구동용 전원조절기에 내장되는 코일 전원 제어수단이 코일에 흐르는 전류를 차단시킬 수 있다.
그리고 상기 가온부는 바람직하게는 절연성 세척액이 세척액 관로로 진입되기 전에 절연성 세척액을 열교환기 내부로 통과시켜 예열시키는 보조순환 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 보조순환 어셈블리는, 상기 열교환기 내부에 형성되는 제2 세척액 관로와, 제2세척액 관로의 일단으로부터 열교환기 외부로 연장 형성되어 주입관의 일정 부위에 연결되는 분기 주입관과, 제2세척액 관로의 타단으로부터 열교환기 외부로 연장 형성되어 주입관에 연결되되 상기 분기 주입관 보다 열교환기에 더 가까운 지점에서 주입관에 연결되는 분기 배출관과, 분기 주입관이 주입관과 연결되는 지점에 설치되는 제1삼방밸브와, 분기 배출관이 주입관과 연결되는 지점에 설치되는 제2삼방밸브로 이루어진다.
이 경우 바람직하게는 상기 분기 배출관의 일 부위에는 속도 제어가 가능한 순환 펌프가 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 절연 세척액 가온 세척 방법은, 상기 절연 세척액 가온 세척 장치를 이용한 절연 세척액 가온 세척 방법으로서,
알루미늄 덩어리로 이루어지는 알루미늄 주물 내부에 절연성 세척액 관로와, 가열용 코일이 내장되는 코일 관로를 서로 같은 방향으로 이격되게 형성하여, 가열코일의 열에너지를 알루미늄 주물 몸체를 통하여 절연성 세척액 관로로 전달함으로써, 절연성 세척액을 가열시키는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 절연성 세척액 관로 상에 서모스탯을 설치하여 절연성 세척액 온도가 일정 온도에 도달하면 즉각적으로 상기 코일에 흐르는 전류를 차단시킴으로써 절연성 세척액 온도를 정밀하게 제어한다.
이때 바람직하게는 상기 제1 내지 제4온도계를 이용하여 제1온도계에서 측정되는 절연성 세척액 온도가 제1허용치를 초과하거나, 또는 제3온도계의 측정치가 제2허용치를 초과하거나, 또는 제1 및 제3온도계가 제1 및 제2 허용치 이하이더라도 제3온도계 또는 제4온도계의 측정치가 안전 수치를 초과하는 경우에는 상기 코일 구동용 전원조절기에 내장되는 코일 전원 제어수단이 코일에 흐르는 전류를 차단한다.
한편, 바람직하게는 열교환기 내부에 절연성 세척액이 통과 가능한 제2세척액 관로를 별도로 형성함으로써, 절연성 세척액이 세척액 관로로 진입되기 전에 절연성 세척액을 제2세척액 관로로 통과시켜 예열시킨다.
여기서 바람직하게는 상기 제2세척액 관로를 통과한 절연성 세척액을 다시 상기 주입관으로 이송하여 세척액 관로로 주입시킬 때 절연성 세척액의 이송 속도 조절이 가능한 순환 펌프를 설치한다.
본 발명에 따른 절연 세척액 가온 세척 장치 및 방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 내부가 알루미늄으로 꽉 채워지는 알루미늄 주물을 열교환기의 몸체로 채택함으로써 통상적인 열교환기보다 훨씬 뛰어난 열전달이 가능해짐으로써 순간적인 열 교환으로 절연성 세척액의 온도를 요구되는 온도까지 즉시 가온시킬 수 있다.
둘째, 열교환기에서 복수개소에 온도계와, 온도계와 연동되어 코일에 흐르는 전류를 제어시키는 전원조절기 및 코일에 흐르는 전류를 개폐시키는 서모스탯을 둠으로써, 이중의 안전장치가 구비되게 되어 절연성 세척액의 발화가 철저하게 방지된다.
셋째, 보조순환 어셈블리를 둠으로써 특히 동절기에도 절연성 세척액의 온도를 요구되는 온도까지 용이하게 가온시킬 수 있고, 열교환기의 부피를 극히 작게 형성하더라도 절연성 세척액을 용이하게 높은 온도까지 가온시킬 수 있다.
도 1은 종래기술을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에서 가온부의 기본 실시예를 나타내는 정면도와 측면도,
도 4a는 본 발명에서 가온부의 응용 실시예를 나타내는 측면도,
도 4b는 도 4a의 정면도,
도 5는 본 발명에서 절연성 세척액의 온도 유지 방법을 나타내는 블록도,
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 대한 설명은 먼저 절연 세척액 가온 세척 장치에 대하여 설명한 다음, 절연 세척액 가온 세척 방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 절연 세척액 가온 세척 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 공급부(100), 가온부(200), 기수혼합배출부(300) 및 제어부(400)로 이루어진다.
먼저 공급부(100), 기수혼합배출부(300) 및 제어부(400)에 대하여 간략하게 설명한 다음 가온부(200)에 대하여 설명하기로 한다.
공급부(100)는 절연성 세척액을 보관 및 공급하는 수단으로서, 도 2에 도시된 실시예에 따르면, 절연성 세척액 용기(110), 제1펌프(120), 유수분리기(130), 제1수분센서(141), 유전센서(142), 도전센서(143), 유량센서(144), 제1밸브(150)로 이루어질 수 있다.
절연성 세척액 용기(110)는 절연성 세척액을 보관하기 위한 용기이다.
유수분리기(130)는 절연성 세척액 용기(110)로부터 제1펌프(120)를 통해 공급된 절연성 세척액에서 불순물을 필터링 해주는 역할을 수행한다.
제1수분센서(141)은 유수분리기(130)와 연결되어 수분을 감지한다. 제1수분센서(141)는 절연성 세척액에 포함된 수분이 결로되어 유수분리기(130) 하부에 응집된 수분을 전기적으로 검출하여 가시가청 경보와 함께 후술하게 될 세척액 스프레이건(370) 및 기수 혼합 스프레이건(360)에 대한 긴급 운용 정지가 가능하도록 하여 작업자를 감전 위험으로부터 보호하고 지락 사고를 사전 예방하는 효과를 제공한다.
유전센서(142)는 제1수분센서(141)와 연결되어 절연성 세척액에 함유된 극 미소량의 수분에 대해서는 도전센서(143)에 의한 측정이 불가하여 미세한 수분이 포함된 절연성 세척액의 유전율을 측정하여 가시 가청 경보와 함께 후술하게 될 세척액 스프레이건(370) 및 기수 혼합 스프레이건(360)에 대한 긴급 운용 정지가 가능하도록 하여 작업자를 감전 위험으로부터 보호하고 지락 사고를 사전 예방하는 효과를 제공한다.
여기서 유전센서(142)는 절연성 세척액의 유전율이 섭씨 25도에서 2~3, 물은 섭씨 0도에서 80이므로 매우 큰 차이가 있으므로 미소한 수분을 손쉽게 검출할 수 있다.
도전센서(143)는 유전센서(142)에 연결되어 절연성 세척액에 함유된 수분을 검출하여 가시 가청 경보와 함께 후술하게 될 세척액 스프레이건(370) 및 기수 혼합 스프레이건(360)에 대한 긴급 운용 정지가 가능하도록 하여 작업자를 감전 위험으로부터 보호하고 지락 사고를 사전 예방하는 효과를 제공한다.
유량센서(144)는 유전센서(142)와 연결되어 절연성 세척액의 실시간 사용량과 누적 사용량을 계량하여 제어부(400)로 전송한다.
기수혼합배출부(300)는 절연성 세척액과 에어의 분사 및 세척용 에어를 공급하기 위한 구성으로 기수분리기(380), 제2밸브(310), 혼합밸브(330), 제2수분센서(340), 공기 압축기(320), 분사 펌프(350), 세척액 스프레이 건(370) 및 기수 혼합 스프레이 건(360)으로 이루어질 수 있다.
기수분리기(380)는 공기 압축기(320)로부터 공급되는 세척용 에어의 불순물을 필터링해 주는 작용을 한다.
혼합밸브(330)는 공기압축기(320)와 분사 펌프(350) 사이에 설치되어 공기압축기(320)로부터 기수 혼합 스프레이 건(360)으로 공급되는 세척용 에어의 압력을 조절한다.
제2수분센서(340)는 공기압축기(320)에 형성되어 공기압축기(320)로부터 기수 혼합 스프레이 건(360)으로 공급되는 세척용 에어에 포함된 수분을 감지하여, 제어부(400)로 전송한다.
제2수분센서(340)는 세척용 에어에 포함된 수분이 결로되어 기수분리기(380) 하부에 응집되는 수분을 전기적으로 검출하여 가시 가청 경보와 함께 후술하게 될 세척액 스프레이건(370) 및 기수 혼합 스프레이건(360)에 대한 긴급 운용 정지가 가능하도록 하여 작업자를 감전 위험으로부터 보호하고 지락 사고를 사전 예방하는 효과를 제공한다.
제어부(400)는 각 구성요소의 데이터를 수신 및 송신하여 세척액 스프레이건(370) 및 기수 혼합 스프레이건(360)의 작동을 제어한다.
보다 구체적으로, 제어부(400)는 절연성 세척액 용기(110)의 압력정보, 제1수분센서(141), 제2수분센서(340), 제2밸브(310), 혼합밸브(330), 도전센서(143), 유전센서(142)와 접속하여 각 구성요소간의 세척작업에 관한 각종 데이터를 송수신하여 세척액 스프레이건(370) 및 기수 혼합 스프레이건(360)의 작동을 제어한다.
세척액 스프레이건(370)은 공급부(100)로부터 공급되는 절연성 세척액을 분사하기 위한 구성유닛이다. 이때 도 2에 도시되지는 않았지만 세척액 스프레이 건(370)의 노즐 끝단에는 제1전계 및 자외선 검출기가 설치될 수 있다.
상기 제1전계 및 자외선 검출기는 세척 작업자의 안전과 피 세척장치의 장애 발생을 방지하기 위하여 세척액 스프레이 건(370)의 분사 노즐 끝단에 위치하여 노즐과 피 세척장치가 일정 거리 이하로 근접할 때 발생되는 전계 및 자외선의 크기를 검출하고 또한 세척액 분사시 불꽃을 감지하는 자외선 센서를 구비하여 가시 가청 경보와 함께 세척액 스프레이 건(370)을 긴급 운용 정지하여 작업자를 감전 위험으로부터 보호하고 지락 사고를 사전예방 하는 효과를 제공한다.
공급부(100), 기수혼합배출부(300) 및 제어부(400)에 대한 보다 자세한 설명은 본 출원인에 의하여 출원된 등록특허공보 제10-1333672호에 자세하게 언급되어 있으므로 여기서는 생략하기로 한다.
이하에서는 가온부(200)에 대하여 설명한다.
가온부(200)는 도 3에 도시된 기본 실시예에서와 같이 열교환기(210), 코일(미도시), 가열조절기(240), 주입관(220) 및 배출관(230)으로 이루어진다.
열교환기(210) 내부에는 절연성 세척액이 흐르는 세척액 관로(212)와, 가열용 코일이 내장되는 코일 관로(211)가 형성되고, 세척액 관로(212)가 열교환기(210) 외부로 연장되도록 세척액 관로(212)의 입구 부위와 출구 부위에 각각 주입관(220)과 배출관(230)이 연결된다.
세척액 관로(212)와 코일 관로(211)는 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 나선형으로 형성되어 같은 방향으로 배치되되, 둘 중 어느 하나가 나머지 하나에 내포되는 형태로 배치될 수 있다. 도 3에는 코일 관로(211)가 세척액 관로(212) 내측에 배치되는 형태로 형성되게 도시되어 있다.
열교환기(210)는 전체적으로 알루미늄 덩어리로 형성되는 주물체이다. 열교환기(210) 내부는 세척액 관로(212)와 코일 관로(211) 외에는 속이 꽉 찬 알루미늄 덩어리인 것이다.
따라서 세척액 관로(212)와 코일 관로(211)는 독립된 관이 아니라 알루미늄 덩어리 속에 형성되는 통로의 형태로 형성된다. 따라서 코일(미도시)에서 발생된 열에너지는 복사 또는 대류가 아닌 알루미늄을 통한 열전도의 형태로 절연성 세척액에 전달된다.
알루미늄은 금속 중에서도 은, 금, 구리 다음으로 열전도율이 높은 금속이므로, 열교환기(210)가 본 발명과 같이 알루미늄을 통하여 열이 전도되게 구성됨으로써 외부 환경의 온도 영향을 덜 받으면서 안정적이고 신속한 열전달이 가능하게 된다.
앞서 배경기술 란에서 설명된 바와 마찬가지로 전기기기에 누적된 기름때의 세척은 절연성 세척액이 분사되어 피세척물에 접촉될 때의 온도가 45도 내지 55도 정도에서 가장 왕성하게 이루어질 수 있다. 이 경우 절연성 세척액이 세척액 스프레이건(370) 또는 기수 혼합 스프레이건(360)의 노즐에서 분사되는 순간의 온도가 섭씨 45도 내지 55도로 형성되려면, 열교환기(210)에서 배출되는 시점에서 세척수의 온도는 섭씨 70도 내지 95도로 형성되어야 한다. 그런데 절연성 세척액은 인화점이 섭씨 63도 이므로, 절연성 세척액이 세척액 스프레이건(370)에서 분사되는 시점, 또는 절연성 세척액이 기수 혼합 스프레이건(360)으로 공급되기 위하여 압축공기와 혼합되는 시점에서 절연성 세척액의 온도가 인화점에 근접되지 않도록 관리될 필요가 있다. 절연성 세척액이 공기와 접촉되기 이전에는 인화점 이상으로 온도가 상승되어도 인화될 염려는 없으나, 절연성 세척액이 인화점 이상인 상태에서 공기와 접촉될 때에는 인화될 수 있기 때문에 절연성 세척액이 공기와 인화되는 시점의 온도는 60도 미만이어야 안전하기 때문이다.
또한 절연성 세척액이 피세척물에 접촉될 때의 온도는 섭씨 45도 내지 55도가 되어야 최적의 세척력이 발휘되므로 인화 방지를 위하여 절연성 세척액의 가열 온도를 너무 낮게 유지할 수도 없다.
따라서 절연성 세척액이 공기와 접촉되는 순간의 온도를 안정적으로 인화점 미만으로 유지시키면서도 한정된 부피의 세척장치 내에서 절연성 세척액의 온도를 최적의 세척력이 발휘될 수 있는 적절한 온도까지 단시간에 가온시킬 수 있는 것이 본 발명에서의 세척 장치의 해결 과제인 것이다.
따라서 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 세척액 관로(212)의 출구 부위에 서모스탯(242)이 설치될 수 있다.
서모스탯(242)에 의하여 세척액 관로(212)를 따라 흐르면서 점차 온도가 상승되는 절연성 세척액이 배출관(230)에 도달될 때의 온도인 최고 온도가 섭씨 100도에 근접되는 것이 방지된다. 절연성 세척액이 배출관(230)에 도달될 때의 온도가 섭씨 100도 미만이면, 절연성 세척액이 압축공기 또는 외부공기와 접촉되는 시점에서 섭씨 60도 미만으로 될 수 있기 때문이다. 이때 세척액의 최고 온도가 섭씨 100도를 넘어서는 경우에 서모스탯(242)이 작동되어 코일에 흐르는 전류를 차단시킴으로써 절연성 세척액의 온도 상승이 즉각적으로 방지된다.
이 경우 절연성 세척액은 알루미늄을 통하여 전도되는 열을 흡수하므로 코일 차단으로 인한 온도 감소 효과도 즉각적으로 전달될 수 있어서 안전한 운전이 가능하다.
또한 추가적인 안전장치로서 도 3에 도시된 바와 같이 배출관(230), 주입관(220), 배출관(230)과 주입관(220) 사이 및, 열교환기(210) 외부에 각각 제1 내지 제4온도계(243,244,245,246)가 설치되고 각 온도계의 측정치에 따라 코일에 흐르는 전류를 차단시킴으로써 절연성 세척액 온도가 최종적으로 공기와 접촉될 때 인화점에 근접되는 현상이 방지될 수 있다.
구체적으로 제1온도계(243)에서 측정되는 절연성 세척액 온도가 제1허용치를 초과하거나, 또는 제3온도계(245)의 측정치가 제2허용치를 초과하거나, 또는 제1 및 제3온도계(243,245)가 제1 및 제2 허용치 이하이더라도 제2온도계(244) 또는 제4온도계(246)의 측정치가 안전 수치를 초과하는 경우에는 코일 구동용 가열조절기(240)에 내장되는 코일 전원 제어수단(미도시)이 코일에 흐르는 전류를 차단시키는 방식으로 작동된다.
여기서 제1온도계(243)에서 측정되는 제1허용치는 제1온도계(243)가 절연성 세척액이 최고온도인 지점에 설치되는 관계로 섭씨 100도에 해당된다. 그리고 제2허용치는 반복 실험에 의하여 결정될 수 있으나, 계절에 따라 주입되는 절연성 세척액의 온도가 다를 수 있으므로 계절마다 서로 다를 수 있다. 따라서 제3온도계(245)에서 측정되는 온도값이 예를 들어 여름철의 제2허용치 이하에 해당되더라도 제2온도계(244)에서 측정되는 절연성 세척액의 주입관(220)에서의 온도가 통상적인 여름의 안전수치보다 높게 측정된다면, 제1온도계(243)에서 배출되는 절연성 세척액의 온도가 제1허용치를 초과할 개연성이 있게 되므로 사전에 주입관(220)을 통과한 절연성 세척액이 배출관(230)에 도달되기 전에 코일에 흐르는 전류를 차단시킴으로써 서모스탯(242)과는 독립적으로 절연성 세척액이 공기와 접촉될 때의 인화를 방지시켜 철저한 안전이 도모될 수 있다.
이러한 과정이 도 5에 도시되어 있다.
한편, 도 4a 및 도 4a에 도시된 바와 같이 가온부(200)에는 절연성 세척액이 세척액 관로(212)로 진입되기 전에 절연성 세척액을 열교환기(210) 내로 미리 통과시킬 수 있다.
보조 순환 어셈블리는 구체적으로 도 4a에 도시된 바와 같이, 열교환기(210) 내부에 추가적으로 형성되는 제2세척액 관로(213)와, 제2세척액 관로(213)의 일단으로부터 열교환기(210) 외부로 연장 형성되어 주입관(220)의 일정 부위에 연결되는 분기 주입관(251)과, 제2세척액 관로(213)의 타단으로부터 열교환기(210) 외부로 연장 형성되어 주입관(220)에 연결되되, 분기 주입관(251) 보다 열교환기(210)에 더 가까운 지점에서 주입관(230)에 연결되는 분기 배출관(252)과, 분기 주입관(251)이 주입관(220)과 연결되는 지점에 설치되는 제1삼방밸브(254)와, 분기 배출관(252)이 주입관(220)과 연결되는 지점에 설치되는 제2삼방밸브(255)로 이루어진다.
제2세척액 관로(213)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에서는 코일 관로(211)의 내측에 코일 관로(211)와 같은 방향으로 형성되는 것으로 도시되어 있으나 구체적인 배치관계는 반드시 도 4a에 한정되는 것은 아니다.
보조 순환 어셈블 리가 설치되는 경우 절연성 세척액은 주입관(220)을 따라 흐르다가 제1삼방밸브(254)에서 분기 주입관(251)으로 흘러서 제2세척액 관로(213) 내부를 흘러서 코일 관로(211) 내부의 코일로부터 열에너지를 전달받아 일정정도 가열된 다음 열교환기(210)을 빠져 나오면서 분기 배출관(252)을 따라 흘러서 제2삼방밸브(255)를 통하여 다시 주입관(220)으로 흘러들어가서 최종적으로 세척액 관로(212)로 진입한 다음 열교환기(210) 내부를 다시 통과하여 배출관(230)으로 빠져나오게 된다. 이렇게 열교환기(210) 내부를 두 번 통과함으로써 동절기에도 절연성 세척액이 한정된 부피의 세척 장치 내에서 신속하게 높은 온도에 도달되는 과정이 극히 용이하게 될 수 있다.
보조 순환 어셈블리가 설치됨으로써 열교환기(210)의 부피를 보다 훨씬 작게 형성하더라도 절연성 세척액의 온도를 용이하게 목표온도까지 가온시킬 수 있으며, 특히 동절기의 경우 극히 낮은 기온의 외부 환경에서 작업하더라도 절연성 세척액의 온도가 가장 왕성하게 기름때를 제거시킬 수 있는 온도인 섭씨 45도 내지 55도까지 용이하게 가온될 수 있다.
이 경우 분기 배출관(251)에는 도 4a에 도시된 바와 같이 순환 펌프(253)가 설치될 수 있다. 순환 펌프(253)는 분기 배출관(251)에서 배출되는 절연성 세척액이 다시 주입관(220)으로 들어가서 열교환기(230) 내부에서 원활하게 이동될 수 있게 추진력을 부여함과 동시에 열교환기(230) 내부로 다시 진입되는 절연성 세척액의 이송 속도를 조절시킴으로써 열교환기(230)에서 최종적으로 배출되는 절연성 세척액의 최고 온도 조절이 가능하게 된다.
이 경우 순환 펌프(253)는 앞서 설명된 제1 내지 제4온도계(243,244,245,246)와 함께 절연성 세척액의 온도 제어가 손쉽게 될 수 있는 작용을 한다. 즉 가장 온도가 낮은 극한기에 야외에서 전기기기의 세척 작업을 하는 경우 보조 순환 어셈블리가 설치되어도 배출관(230) 내부를 흐르는 절연성 세척액 온도가 필요한 온도에 미달될 때 순환펌프(253)는 절연성 세척액의 이송 속도를 지연시켜 온도를 높일 수 있고 또는 초겨울이나 늦가을의 경우 절연성 세척액의 이송속도를 가속시킴으로써 절연성 세척액이 열교환기(230)를 두 번 통과하면서도 인화점 온도까지 근접되는 것이 방지될 수 있다.
이러한 제어는 제1 내지 제4온도계와 연동되어 작동되는 가열조절기(240) 및 제어부(400)로 이루어질 수 있으며 자세한 제어 수단은 공지 기술이 적용될 수 있으므로 여기서는 자세한 언급은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 절연 세척액 가온 세척 방법은 앞서 설명된 절연 세척액 가온 세척 장치의 작용 면의 설명에서 모두 언급되었으므로 중복 설명을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100: 공급부 110: 절연성 세척액 용기
120: 제1펌프 130: 유수분리기
141: 제1수분센서 142: 유전센서
143: 도전센서 144: 유량센서
200: 가온부
210: 열교환기 211: 코일 관로
212: 세척액 관로 213: 제2세척액 관로
220: 주입관 230: 배출관
240: 가열조절기 242: 서모스탯
243: 제1온도계 244: 제2온도계
245: 제3온도계 246: 제4온도계
251: 분기 주입관 252: 분기 배출관
253: 순환 펌프 254: 제1삼방밸브
255: 제2삼방밸브 300: 기수혼합배출부
310: 제2밸브 320: 공기 압축기
330: 혼합밸브 340: 제2수분센서
350: 분사 펌프 360: 기수 혼합 스프레이 건
370: 세척액 스프레이 건 380: 기수분리기
400: 제어부

Claims (13)

  1. 도전율이 극히 낮은 절연성 세척액이 내장되는 절연성 세척액 용기와, 절연성 세척액을 이송시키는 공급펌프가 구비되는 세척액 공급부와;
    세척액 공급부에서 이송된 절연성 세척액이 흐르는 세척액 관로 및 세척액 가열을 위한 코일이 내장되는 코일 관로가 내부에 형성되는 알루미늄 주물로 이루어지는 열교환기와, 코일 관로에 내장되는 코일과, 코일 구동용 가열조절기와, 상기 알루미늄 주물의 세척액 관로 입구에 연결되는 주입관 및 세척액 관로 출구에 연결되는 배출 관으로 이루어지는 가온부와;
    상기 가온부에서 가온되어 배출관으로 배출되는 절연성 세척액을 분사시키는 분사펌프 및 분사 노즐이 구비되는 기수혼합배출부; 및
    상기 공급부와, 가온부와, 기수혼합배출부의 동작을 제어시키는 제어부;를 포함하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세척액 관로와 코일 관로는 모두 나선형으로 이루어지고 같은 방향으로 형성되며, 어느 하나가 나머지 하나의 내측에 일정 간격 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기를 이루는 알루미늄 주물은 세척액 관로와 코일 관로 외에는 내부가 알루미늄으로 채워지는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세척액 관로의 배출구 방향 끝단에는 상기 절연성 세척액의 온도가 일정 온도까지 상승되면 자동으로 상기 코일에 흐르는 전류를 차단시키는 서모스탯이 구비되는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 세척액 관로의 배출구 방향 끝단에는 제1온도계가 부착되고, 세척액 관로의 주입구 방향 끝단에는 제2온도계가 부착되며, 세척액 관로의 양 끝단 사이에는 제3온도계가 부착되고, 상기 열교환기 외부에 제4온도계가 구비되어, 제1온도계에서 측정되는 절연성 세척액 온도가 제1허용치를 초과하거나, 또는 제3온도계의 측정치가 제2허용치를 초과하거나, 또는 제1 및 제3온도계가 제1 및 제2 허용치 이하이더라도 제3온도계 또는 제4온도계의 측정치가 안전 수치를 초과하는 경우에는 상기 코일 구동용 가열조절기에 내장되는 코일 전원 제어수단이 코일에 흐르는 전류를 차단시키는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가온부는 절연성 세척액이 세척액 관로로 진입되기 전에 절연성 세척액을 열교환기 내부로 통과시켜 예열시키는 보조 순환 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보조 순환 어셈블리는,
    상기 열교환기 내부에 형성되는 제2 세척액 관로와,
    제2세척액 관로의 일단으로부터 열교환기 외부로 연장 형성되어 주입관의 일정 부위에 연결되는 분기 주입관과,
    제2세척액 관로의 타단으로부터 열교환기 외부로 연장 형성되어 주입관에 연결되되 상기 분기 주입관 보다 열교환기에 더 가까운 지점에서 주입관에 연결되는 분기 배출관과,
    분기 주입관이 주입관과 연결되는 지점에 설치되는 제1삼방밸브와,
    분기 배출관이 주입관과 연결되는 지점에 설치되는 제2삼방밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 분기 배출관의 일 부위에는 속도 제어가 가능한 순환 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항으로 이루어지는 절연 세척액 가온 세척 장치를 이용한 절연 세척액 가온 세척 방법으로서,
    알루미늄 덩어리로 이루어지는 알루미늄 주물 내부에 절연성 세척액 관로와, 가열용 코일이 내장되는 코일 관로를 서로 같은 방향으로 이격되게 형성하여, 가열코일의 열에너지를 알루미늄 주물 몸체를 통하여 절연성 세척액 관로로 전달함으로써, 절연성 세척액을 가열시키는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절연성 세척액 관로 상에 서모스탯을 설치하여 절연성 세척액 온도가 일정 온도에 도달하면 즉각적으로 상기 코일에 흐르는 전류를 차단시킴으로써 절연성 세척액 온도를 정밀하게 제어하는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4온도계를 이용하여 제1온도계에서 측정되는 절연성 세척액 온도가 제1허용치를 초과하거나, 또는 제3온도계의 측정치가 제2허용치를 초과하거나, 또는 제1 및 제3온도계가 제1 및 제2 허용치 이하이더라도 제3온도계 또는 제4온도계의 측정치가 안전 수치를 초과하는 경우에는 상기 코일 구동용 가열조절기에 내장되는 코일 전원 제어수단이 코일에 흐르는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    열교환기 내부에 절연성 세척액이 통과 가능한 제2세척액 관로를 별도로 형성함으로써, 절연성 세척액이 세척액 관로로 진입되기 전에 절연성 세척액을 제2세척액 관로로 통과시켜 예열하는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2세척액 관로를 통과한 절연성 세척액을 다시 상기 주입관으로 이송하여 세척액 관로로 주입시킬 때 절연성 세척액의 이송 속도 조절이 가능한 순환 펌프를 설치하는 것을 특징으로 하는 절연 세척액 가온 세척 방법.
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