KR20210076004A - 유체 스프레이 설비 및 관련 유체를 이동시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 순환 파이프(15) 및, 상기 파이프(15)의 내부에 존재하는 유체를 유체가 전방으로 이동시에 뒤로 밀기 위해 상기 파이프(15)에서 순환할 수 있는 스크레이퍼(20)를 포함하는 유체분사설비(10)에 관한 것으로, 상기 프이프(15)와 스크레이퍼(20)는 각각 원형 단면을 가지며, 상기 파이프(15)는 내경(Di)을 가지며, 상기 스크레이퍼(20)는 외경을 가지며, 상기 외경은 제1 값(De1)을 갖는다. 상기 파이프의 내경(Di)과 상기 스크레이퍼(20)의 제1 외경값(De1)의 차이는 100 마이크로미터 이상, 바람직하게는 200 마이크로미터 이상이다.

Description

유체 스프레이 설비 및 관련 유체를 이동시키는 방법

본 발명은 유체 스프레이 설비에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 유체 스프레이 설비 내에서 유체를 이동시키는 방법에 관한 것이다.

유체 스프레이 설비는 많은 응용분야, 특히 페인트 또는 다른 코팅 제품을 분사하기 위해 사용된다. 이러한 설비에서, 분사될 유체는 파이프를 통해 건(gun)과 같은 스프레이 장치로 유동하게 된다.

유체 순환 파이프의 내부를 세정하여 유체의 모든 흔적을 제거하는 것이 종종 필요하며, 예를 들어, 설비가 장기간 사용되지 않거나, 또는 서로 다른 다양한 유체가 동일한 설비에 의해 연속적으로 분사될 가능성이 있는 경우, 이전에 분사된 유체의 흔적으로 유체의 오염을 피할 필요가 있다.

파이프 내부의 세정은 일반적으로 스크레이퍼(scraper), 즉 파이프의 내부 표면에 대해 마찰에 의해 존재하는 유체의 임의의 흔적을 제거하기 위해 파이프 내에서 순환하도록 설계된 기구를 사용하여 수행된다. 스크레이퍼는 일반적으로 파이프의 내경과 동일한 직경의 적어도 원통형 부분을 갖는 기구이다. 원통형 부분은 예를 들어, 파이프의 내부 표면에 대해 마찰하는 엘라스토머 시일(seal)이다. 스크레이퍼는 상류 부분과 하류 부분 사이에 밀봉을 보장한다. 그 후, 이는 유체가 수집되어 유체의 회수 또는 배출을 허용하도록 설계된 파이프의 부분으로 전방으로 이동할 때 존재하는 유체를 뒤로 밀어주게(push back) 된다.

그러나, 이러한 스크레이퍼의 사용은 스크레이퍼 자체 및 스크레이퍼가 순환하는 파이프 상에 상당한 마모를 발생시키는데, 이는 스크레이퍼가 각각의 통로에서 파이프의 내부 표면에 대하여 마찰하기 때문이다. 이러한 구조는 스크레이퍼 및 순환 파이프 모두를 자주 교체해야 하는 필요가 있다.

본 발명의 목적은 최첨단 페인트 스프레이 설비에 비해 유지보수가 적은 유체 스프레이 설비를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명은 유체 순환 파이프 및 상기 파이프 내에서 순환할 수 있는 스크래이퍼를 포함하는 유체 스프레이 설비에 관한 것이며, 상기 스크레이퍼는 상기 스크레이퍼가 상기 파이프 내에서 순환 운동할 때 상기 파이프 내에 존재하는 유체를 유체가 전방으로 이동시킬 때 뒤로 밀도록 구성되고, 상기 파이프 및 상기 스크레이퍼 각각은 원통형 단면을 가지며, 상기 파이프는 내경을 가지고, 상기 스크레이퍼는 외부 직경을 가지되, 상기 외부 직경은 제1 값을 가지며, 상기 파이프의 내경과 상기 스크레이퍼의 외부 직경의 제1 값 사이의 차이는 100 마이크로미터 이상, 바람직하게는 200 마이크로미터 이상이다.

본 발명의 다른 이롭지만 선택적인 특정에 따르면, 유체 스프레이 설비는 단독으로 또는 모든 기술적으로 가능한 조합에 따라 고려되는 하나 이상의 다음 특징을 포함한다:

- 페인트 스프레이 설비는 스크레이퍼가 파이프에 삽입될 때 파이프에 대한 스크레이퍼의 상대 병진 운동(translational movement)을 방지할 수 있는 홀딩 시스템을 포함하고;

- 상기 파이프는 제1 축을 따라 연장되고, 상기 스크레이퍼는 제2 축을 따라 연장되되, 상기 제1 축과 상기 제2 축이 합체될 때 상기 파이프는 상기 제1 축을 따라 상기 파이프에 대해 병진 운동하도록 구성되며, 상기 홀딩 시스템은 상기 제1 축과 상기 제2 축 사이의 각도가 엄격하게 0보다 크고, 바람직하게는 5도 이상이 되도록 상기 제1 축에 수직인 축을 중심으로 상기 스크레이퍼를 회전시키도록 구성된다.

- 상기 스크레이퍼는 N극과 S극을 갖는 자석을 포함하고, 자석의 극은 제3 축을 따라 정렬되고, 제2 축과 제3 축 사이의 각도는 엄격하게 0보다 크고, 바람직하게는 5도 이상이며, 상기 홀딩 시스템은 제3 축과 제1 축을 정렬하도록 의도된 파이프의 적어도 일부에 자기장을 발생시킬 수 있는 자기장 발생기를 포함한다.

- 상기 스크레이퍼는 강자성 요소(ferromagnetic element)를 포함하고, 상기 홀딩 시스템은 순환 파이프의 내부 표면에 대해 스크레이퍼를 가압하기 위해 강자성 요소를 자기장 발생기에 더 가까이 가져가도록 의도된 파이프의 적어도 일부에서 자기장을 발생시킬 수 있는 자기장 발생기를 포함한다.

- 자기장 발생기는 순환 파이프의 외면과 접촉한다.

- 자기장 발생기는 적어도 부분적으로 순환 파이프의 내부 표면과 외면 사이에 있다.

- 상기 홀딩 시스템은 스크레이퍼의 적어도 일부의 외경을 제1 외경값으로부터 파이프의 내경과 동일한 제2 외경값으로 증가시키도록 구성된다.

- 상기 스크레이퍼는 제2 축을 따라 연장되며, 스크레이퍼는 파이프 내의 압력이 미리 결정된 압력 값 이상일 때 제2 축을 따라 크러쉬(crush)되도록 구성되며, 이러한 크러쉬 작용은 스크레이퍼의 상기 부분이 제1 외경 값으로부터 제2 외경 값으로 외경이 증가되게 한다.

- 상기 스크레이퍼는 쉘(shell) 및 탄성 요소를 포함하고, 쉘은 제2 축을 따라 쉘을 한정하는 2개의 단부벽을 갖고, 탄성 요소는 쉘 내부에 수용되고, 2개의 단부벽을 제2 축을 따라 서로로부터 멀어지게 이동시키도록 의도된 2개의 단부벽에 힘을 가하도록 구성되고, 쉘은 단부벽이 제2 축을 따라 함께 모일 때 쉘의 적어도 일부의 외경이 제2 외경값으로 증가하도록 구성된다.

- 상기 스크레이퍼는 2개의 단부 부분 및 탄성 크러쉬 부분을 포함하고, 상기 크러쉬 부분은 제2 축에 수직인 평면에서 원형 단면을 가지며 2개의 단부 부분 사이에 제2 축을 따라 개재되고, 상기 크러쉬 부분은 스크레이퍼가 크러쉬될 때 단부 부분을 서로로부터 멀어지게 이동시키고 반경 방향 외향으로 변형시키도록 의도된 단부 부분에 힘을 가하도록 구성된다.

- 상기 스크레이퍼는 자석을 포함하고, 상기 홀딩 시스템은, 스크레이퍼가 파이프 내에 수용될 때, 자석이 스크레이퍼를 순환 파이프의 내부 표면에 대해 가압하기 위해 스크레이퍼를 강자성 요소에 더 가깝게 하도록 의도된 힘을 가하도록 구성된 적어도 하나의 강자성 요소를 포함한다.

- 강자성 요소는 순환 파이프에 감기는 종방향의 강자성 요소이다.

- 상기 설비는 또한 상기 순환 파이프를 둘러싸는 쉬스(sheath)를 포함하고, 각각의 강자성 요소는 상기 쉬스와 상기 순환 파이프 사이에 개재된다.

본 발명은 또한 유체 순환 파이프를 포함하는 유체 스프레이 설비 내에서 유체를 이동시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 파이프 내에서 스크레이퍼를 순환시키는 단계를 포함하고, 상기 스크레이퍼는 순환하는 단계 동안 전방으로 이동함에 따라 파이프 내에 존재하는 유체를 뒤로 밀고, 상기 파이프 및 스크레이퍼는 각각 원통형 섹션을 갖고, 상기 파이프는 내경을 갖고, 상기 스크레이퍼는 외경을 갖고, 상기 외경은 순환 단계 동안 제1 값을 갖고, 상기 파이프의 내경과 상기 스크레이퍼의 외경의 제1 값 사이의 차이는 100 마이크로미터 이상, 바람직하게는 200 마이크로미터 이상이다.

특정 실시예에 따르면, 상기 방법은 스크레이퍼가 제2 축을 따라 연장되는 설비에서 수행되며, 상기 방법은 압력을 제1 압력 값으로부터 제2 압력 값으로 증가시키는 단계 및 상기 압력의 영향 하에 상기 제2 축을 따라 상기 스크레이퍼를 크러쉬하는 단계를 더 포함하고, 상기 크러쉬는 상기 스크레이퍼의 적어도 일부의 외경이 상기 제1 외경 값으로부터 상기 파이프의 내경과 동일한 제2 외경 값으로 증가되게 한다.

본 발명의 특징 및 이점은 하기의 설명을 읽을 때 보다 명확하게 나타날 것이며, 이는 단지 비제한적인 예로서 제공되며, 첨부된 도면을 참조하여 이루어진다 :
도 1은 유체 순환 파이프 및 스크레이퍼를 포함하는 유체 스프레이 설비의 제1 예의 개략도이다.
도 2는 유체 스프레이 설비의 제1 예의 부분적인 개략 단면도이다.
도 3은 유체 스프레이 설비의 제2 예의 부분적인 개략 단면도이다.
도 4는 파이프를 포함하는 유체 스프레이 설비의 제3 예의 부분적인 개략 단면도로서, 여기서 파이프 내의 압력은 제1 값과 같다.
도 5는 도 4의 설비의 부분적인 개략 단면 예시이며, 여기서 파이프 내의 압력은 엄격하게 제1 값보다 큰 제2 값과 동일하다.
도 6은 유체 스프레이 설비의 제3 예의 변형예의 부분적인 개략 단면도이며, 여기서 파이프 내의 압력은 제2 값과 동일하다.
도 7은 유체 스프레이 설비의 다른 예의 부분적인 개략 단면도이다.
도 8은 유체 스프레이 설비의 다른 예의 부분적인 개략도이다.

유체를 분사하기 위한 예시적인 제1 설비(10)가 도 1에 도시되어 있다.

상기 설비(10)는 제1 유체(F)를 분사한다.

상기 설비(10)는 예를 들어, 색변환 유닛(11), 펌프(12) 및 페인트 건(paint gun) 또는 스프레이와 같은 제1 유체(F)를 분사하기 위한 부재(13)를 포함한다.

상기 설비(10)는 유체(F)의 순환 파이프(15), 스크레이퍼(20) 및 적어도 하나의 인젝터(21)를 더 포함한다.

색변환 유닛(11), 펌프(12), 순환 파이프(15) 및 스프레이 부재(13)는 제1유체(F)의 순환을 위한 회로(16)를 구성한다. 상기 회로(16)는 특히 색변환 유닛(11)으로부터 스프레이 부재(13)로 제1 유체(F)를 전달할 수 있다.

상기 제1 유체(F)는 예를 들어, 페인트 또는 다른 코팅 제품과 같은 액체이다.

일 실시예에 따르면, 제 1 유체(F)는 전기 전도성 입자, 특히 알루미늄 입자와 같은 금속 입자의 세트를 포함한다.

상기 색변환 유닛(11)은 펌프(12)에 제1유체(F)를 공급한다. 구체적으로, 색변환 유닛(11)은 펌프(12)에 복수의 제1 유체(F)를 공급하고, 펌프(12)에 공급하기 위하여 하나의 제1 유체(F)에서 다른 하나의 제1 유체(F)로 전환한다.

특히, 상기 색변환 유닛(11)이 펌프(12)에 공급할 수 있는 제1유체(F)는 다른 제1유체(F)와 다른 색상을 갖는 페인트이다.

상기 펌프(12)는 색변환 유닛(11)로부터 공급된 제1유체(F)의 유량을 순환 파이프(15)에 주입(inject)할 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프(12)는 밸브(14)에 의해 순환 파이프(15)에 연결된다.

상기 펌프(12)는, 예를 들어, 기어형 펌프이다.

상기 스프레이 부재(13)는 제1유체(F)를 공급받아 분사할 수 있다.

예를 들어, 스프레이 부재(13)는 밸브(22)와 스프레이 헤드(23)를 포함한다.

상기 스프레이 부재(13)는 예를 들어 제1유체(F)가 분사되어야 하는 대상물을 향해 스프레이 부재(13)를 지향시킬 수 있는 이동 아암에 장착된다.

상기 밸브(22)는 순환 파이프(15)를 스프레이 헤드(23)에 연결하고, 순환 파이프(15)로부터 스프레이 헤드(23)로의 제1 유체(F)의 통과를 허용하는 개방 구성과 이 통과를 방지하는 폐쇄 구성 사이에서 전환하도록 구성된다.

상기 스프레이 헤드(23)는 밸브(22)로부터 전달받은 제1 유체(F)를 분사한다.

유체 순환 파이프(15)은 밸브(14)로부터 전달받은 제1유체(F)를 스프레이 부재(13)로 전달한다.

상기 유체 순환 파이프(15)은 원통형으로 형성된다. 예를 들어, 상기 유체 순환 파이프(15)은 원형 단면을 가지며, 제1 축(A1)을 따라 연장된다.

일 실시예에 따르면, 상기 유체 순환 파이프(15)는 직선이다. 변형예에서, 상기 유체 순환 파이프(15)는 제1 축(A1)이 유체 순환 파이프(15)의 단면이 원형인 평면에 수직이어서 유체 순환 파이프(15)의 임의의 지점에서 국부적으로 정의되는 곡선형 파이프이다.

상기 유체 순환 파이프(15)는 제1 축(A1)에 수직인 평면에서 유체 순환 파이프(15)의 개구를 한정하는 내부면(25)을 갖는다.

상기 유체 순환 파이프(15)는 도 3에서 볼 수 있는 외부면(27)을 더 갖는다. 도 1, 도 2, 및 도 4 내지 도 7을 단순화하기 위해, 상기 외부면(27)은 도 3에만 도시된다.

순환 파이프(15)에는 상류방향 및 하류방향이 정의된다. 여기서, 상류방향 및 하류방향은 제1유체(F)의 분사시 제1유체(F)가 순환 파이프(15)을 따라 상류에서 하류로 순환하도록 정의된다.

예를 들어, 펌프는 제1 유체를 순환 파이프(15)의 상류 단부(15A)에 주입하도록 구성되고, 순환 파이프(15)의 하류 단부(15B)는 제1 유체(F)가 펌프로부터 순환 파이프(15)를 통해 스프레이에 대하여 상류에서 하류로 순환하도록 스프레이에 연결된다. 이러한 구성은 도 1에 화살표(26)로 표시되어 있다.

도 1에 도시된 예에 따르면, 상기 유체 순환 파이프(15)는 제1 부분(28) 및 제2 부분(29)을 포함한다.

상기 순환 파이프(15)의 길이는 50센티미터 이상, 예를 들어 1미터 이상이다. 일 실시예에 따르면, 제 1 부분(28) 및 제 2 부분(29) 각각은 1 미터 이상의 길이를 갖는다.

제1 부분(28)은 제2 부분(29)으로부터 상류측에 배치된다.

제1 부분(28)은 예를 들어 스프레이 부재(13)의 움직임을 따라 변형되도록 구성된다.

제2부분(28)은 예를 들어 스프레이 부재(13)에 수용되어 함께 움직일 수 있다.

제2 부분(29)은 예를 들어, 헬리컬(helical)이다.

유체 순환 파이프(15)의 내경(Di)이 정의된다. 내경(Di)은 내부 표면(25)의 직경 반대편의 대향하는 지점들 사이에서 제 1 축(A1)에 수직인 평면에서 측정된다.

내경(Di)은 예를 들어 3.8 내지 6.2 mm이다. 물론, 상기 순환 파이프(15)의 내경(Di)은 다양하게 변화될 수 있다.

상기 유체 순환 파이프(15)는 예를 들어 금속 재질로 이루어진다. 변형예로서, 상기 유체순환 파이프(15)는 폴리머 재질로 이루어진다.

상기 스크레이퍼(20)는 유체순환 파이프(15)에서 이동하는 동안 내부 표면(25)에 존재하는 제1유체(F)를 그 전방으로 밀어내기 위해 유체순환 파이프(15)을 순환하도록 구성된다. 특히, 상기 스크레이퍼(20)는 내부 표면(25)을 세정하도록, 즉, 스크레이퍼(20)의 통과 전에 내부 표면(25)을 덮는 양보다 작은 양의 제1 유체(F)로 덮인 내부 표면(25)을 그 뒤에 남기도록, 예를 들어 스크레이퍼(20)가 순환하는 파이프(15)의 부분의 내부 표면(25)을 덮는 모든 제1 유체(F)를 제거하도록 구성된다.

"그 전방에서 뒤로 밀어준다"는 말의 의미는 스크레이퍼(20)가 유체순환 파이프(15) 방향으로 순환하면서 스크레이퍼(20)가 이동하는 방향으로 관(15)의 일부에 수용된 제1유체(F)에 이 방향의 이동을 가한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 상류에서 하류로 이동하는 스크레이퍼(20)는 상기 스크레이퍼(20)의 하류에 위치하는 제1유체(F)에 하류 방향으로의 이동을 부가한다.

상기 스크레이퍼(20)는 제2축(A2)을 따라 연장된다.

상기 스크레이퍼(20)는 제2축(A2)에 수직한 평면에서 원형 단면을 갖는 적어도 하나의 부분을 포함한다.

도 2의 예에 따르면, 상기 스크레이퍼(20)는 실질적으로 원통형이며, 제2 축(A2)을 중심으로 하는 회전 대칭성을 갖는다.

스크레이퍼(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)의 개구부에 수용되고 제1축(A1)이 제2축(A2)에 결합될 때 순환 파이프(15)을 순환하도록 마련된다.

상기 스크레이퍼(20)는 외경을 갖는다. 상기 외경은 상기 제2축(A2)에 수직한 평면에서 가장 큰 외경을 갖는 스크레이퍼(20) 부분의 외경이다.

상기 외경은 제1 값(De1)을 갖는다.

상기 제1 값(De1)은 순환 파이프(15)의 내경(Di)보다 엄격하게 작다.

순환 파이프(15)의 내경(Di)과 제1 값(De1)의 차이는 100㎛ 이상이다. 예를 들어, 그 차이는 200㎛ 이상이다.

그 차이는 300㎛ 이하이다.

일 실시예에 따르면, 그 차이는 200㎛이다.

상기 스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)을 따라 스크레이퍼(20)를 한정하는 2개의 단부면(30)을 갖는다. 2개의 단부면(30) 사이에서 제2 축(A2)을 따라 측정된 스크레이퍼(20)의 길이는 순환 파이프(15)의 내경(Di)과 내경(Di)의 2배의 길이 사이에 포함된다.

상기 스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)에 수직인 평면에서 스크레이퍼(20)를 한정하는 측면(35)을 더 갖는다. 상기 스크레이퍼(20)가 실질적으로 원통형인 경우, 외경은 측면(35)의 2개의 직경방향으로 대향하는 지점 사이에서 측정된다.

상기 스크레이퍼(20)는 예를 들어 챔버(45)를 한정하는 쉘(40)을 포함한다. 이 경우, 단부면(30) 및 측면(35)은 쉘(40)의 외면이다. 특히, 쉘(40)은 제2 축(A2)을 따라 쉘(40)의 외부로부터 챔버(45)를 분리하는 2개의 단부벽(46)을 포함한다. 이 경우, 단부면(30)은 단부벽(46)의 면이다.

단부벽(46)은 예를 들어 제2 축(A2)에 수직인 평평한 벽이다.

상기 쉘(40)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리옥시메틸렌(POM), 또는 폴리아미드로 이루어질 수 있다.

변형예에서, 상기 스크레이퍼(20)는 고체이고, 즉, 챔버(45)가 쉘(40)에 의해 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 상기 스크레이퍼(20)는 용매에 저항성을 갖는 탄성체, 특히 퍼플루오르화 탄성체(perfluorinated elastomer)와 같은 탄성 특성이 우수한 재료로 제조될 것이다.

인젝터(21)는 회로(16) 내로, 특히 순환 파이프(15) 내로 제2 유체를 주입하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 인젝터(21)는 인젝터(21)에 의해 제어가능한 유량을 갖는 제 2 유체의 흐름을 순환 파이프(15) 내로 주입하도록 구성된다.

상기 인젝터(21)는 예를 들어 제2 유체를 순환 파이프(15)의 상류 단부(15A) 내로 주입하도록 구성된다. 변형예에서, 상기 인젝터(21)는 순환 파이프(15)의 하류 단부(15B) 내로 제2 유체를 주입하도록 구성되거나, 상류 단부(15A) 내로 또는 하류 단부(15B) 내로 제2 유체를 주입하도록 구성된다.

도 1의 예에 따르면, 상기 인젝터(21)는 밸브(47)에 의해 순환 파이프(15)에 연결된다.

상기 제2 유체는 예를 들어 분사되는 상기 유체(F)와는 별도의 유체일 수 있다. 예를 들어, 제2 유체는 액체로, 때로는 '세정 액체'라고 불린다. 상기 액체는 상기 제1유체(F)를 용해 또는 희석할 수 있는 용매이다. 예를 들어, 상기 제1 유체(F)가 수성 염기(aqueous base)를 갖는 페인트인 경우, 상기 액체는 물이다. 사용되는 용매의 종류는, 특히 제1 유체(F)의 성질에 따라 달라질 수 있다.

또한, 용매 이외의 액체가 제2 유체로 사용될 수 있음을 유의해야 한다.

본 실시예에서, 제2유체는 순환 파이프(15)에 존재하는 제1유체(F) 이후에 분사하고자 하는 제1유체(F), 예를 들어 순환 파이프(15)에 존재하는 제1유체(F)와 다른 색상을 갖는 제1유체(F)이다. 또 다른 변형예에 따르면, 제2 유체는 압축 공기와 같은 기체이다.

분사될 제 2 유체의 기능부로서, 많은 유형의 인젝터(21)가 설비(10)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 인젝터(21)는 기어형 펌프 또는 가스 흐름을 발생시킬 수 있는 압축기일 수 있다.

비록 상기 인젝터(21)가 펌프(12)와 별도의 장치로서 이전에 설명되었지만, 예를 들어, 색변환 유닛(11)이 펌프(12)가 파이프(15) 내로 주입될 수 있는 제2 유체 저장소를 포함한다면, 인젝터(21)의 역할은 펌프(12)에 의해 수행되는 것이라고 생각될 수 있다.

제1유체(F)를 설비(10) 내부로 이동시키는 방법의 제1예를 설명한다.

이 방법은 예를 들어 파이프(15)의 내부 표면(25)을 세정하는 방법이다. 파이프(15)를 세정하는 것 이외의 방법의 적용들이 고려될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

초기 단계에서 상기 순환 파이프(15)의 개구부에는 제1유체(F)가 존재한다. 예를 들어, 제1유체(F)는 순환 파이프(15)의 내부 표면의 일부를 덮는다.

순환과정에서 상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)을 순환한다. 예를 들어, 상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)의 일 단부(15A, 15B)에 삽입되고 제2 유체의 흐름에 의해 순환 파이프(15)의 타 단부(15A, 15B)로 추진된다.

이어서, 제2 유체의 흐름은 단부면(30) 중 하나에 스크레이퍼를 제1 축(A1)을 따라 순환 파이프(15) 내로 추진시키는 경향이 있는 힘을 가한다.

순환 단계(20)에서, 제1 축(A1)과 제2 축(A2)은 결합된다.

제2유체의 흐름에 의해 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)에서 순환한다. 예를 들어, 제2 유체의 흐름이 상기 파이프(15)의 상류 단부(15A)로 주입될 때, 스크레이퍼(20)는 상류에서 하류로 순환한다. 상기 스크레이퍼(20)의 순환 방향은, 예를 들어 제2 유체의 흐름이 파이프(15)의 하류 단부(15B) 내로 주입되는 경우 변할 수 있다는 것을 주목해야 한다.

상기 스크레이퍼(20)는 순환시 순환 파이프(15)에 존재하는 제1유체(F)를 전방으로 밀어내어 제1유체(F)의 회수를 가능하게 한다. 예를 들어, 파이프(15)의 하류측 단부에서 나오는 제1유체(F)의 회수 밸브는 스크레이퍼(20)에 의해 뒤로 밀린 제1유체(F)가 빠져나가도록 한다. 즉, 제1유체(F)는 스프레이 부재(13)의 밸브(22)를 통해 순환 파이프을 빠져나가게 된다.

따라서, 스크레이퍼가 파이프(15)의 내부 표면(25)에 존재하는 제1유체(F)를 그 앞에서 뒤로 밀기 때문에, 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)은 세정된다.

스크레이퍼(20)의 제1 외경값(De1)과 순환 파이프(15)의 내경(Di)의 차이가 100㎛ 이상이므로 스크레이퍼(20)와 내부 표면(25)의 마찰이 제한된다. 따라서, 스크레이퍼 및 순환 파이프(15)의 마모는 당해 기술 분야에서의 설비에 대한 것보다 낮다. 그러나 상기 스크레이퍼(20)에 의해 제1유체(F)가 효과적으로 수집된다.

200㎛ 이상의 차이는 특히 마찰과 마모를 감소시킨다.

이하에서 언급되는 제2, 제3 및 제4 실시예 및 이들의 변형예들에 있어서, 도 2의 제1 실시예 및 제1 이동 방법과 동일한 구성요소에 대해서는 다시 설명하지 않는다. 차이점만 표시된다.

도 3에는 제2의 예시적인 설비(10)가 도시되어 있다.

상기 설비(10)는, 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)에 삽입될 때, 순환 파이프(15)에 대한 스크레이퍼(10)의 상대 병진 운동을 방지하도록 구성되고, 제1유체(F)가 순환 파이프(15) 내에서 운동할 때에는 더 이상 요구되지 않는 홀딩 시스템을 포함한다.

상기 홀딩 시스템은 특히 피봇 축(pivot axis)(Ap) 주위로 스크레이퍼(20)를 피봇시키도록 구성된다. 상기 피봇 축(Ap)은 상기 제1 축(A1)과 수직으로 된다.

보다 구체적으로, 상기 홀딩 시스템은 제1 축(A1)과 제2 축(A2)이 결합되는 제1 위치와 제1 축(A1)과 제2 축(A2) 사이의 각도(α)가 0보다 엄격하게 큰 제2 위치 사이에서 스크레이퍼(20)를 피봇시키도록 구성된다.

상기 각도(α)는 예를 들어 0.5도(°) 이상이다.

상기 스크레이퍼(20)가 제2 위치에 있을 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)에 대해 각각의 단부에서 가압된다.

상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)의 내경(Di)보다 엄격하게 작은 외경(De1)을 갖기 때문에, 스크레이퍼(20)는 예를 들어 중력의 영향 하에서 제2 유체(F)가 상류로 이동하지 않고 순환 파이프(15) 내에서 이동할 수 있다. 특히 분사가 중단될 때마다 이런 현상이 발생한다.

상기 홀딩 시스템으로 인해 스크레이퍼(20)의 원하지 않는 이동의 위험은 제한된다.

일 실시예에 따르면, 상기 홀딩 시스템은 자석(50) 및 자기장 발생기(55)를 포함한다.

상기 자석(50)은 상기 스크레이퍼(20)에 고정된다. 예를 들어, 상기 자석(50)은 상기 챔버(45)에 수용될 수 있다.

자석(50)은 예를 들어 네오디뮴 자석(neodymium magnet)과 같은 영구 자석이다.

그러나, 자석(50)이 전자석인 실시예도 가능하다.

자석(50)은 N극, S극을 갖는다. 상기 자석(50)의 N극 및 S극은 제3축(A3)을 따라 정렬된다.

상기 제3 축(A3)은 상기 제2 축(A2)과 결합되지 않는다. 특히, 상기 제3축(A3)은 스크레이퍼(20)의 제2축(A2)과 각도(β)를 이룬다.

상기 각도(β)는 상기 제1 축(A1)과 상기 제2 축(A2)이 이루는 각도(α) 이상이다. 상기 각도(β)는 5도 이상이다.

자기장 발생기(55)는 제1축(A1)과 제3축(A3)을 정렬하는 자기장(M)을 순환 파이프(15)의 적어도 일부에 발생시킨다.

자기장 발생기(55)는 순환 파이프(15)의 외부에 배치된다. 도 3에 도시된 예에 따르면, 상기 자기장 발생기는 순환 파이프(15)의 외면(27)에 접촉한다.

변형예에서, 상기 자기장 발생기는 순환 파이프(15)에 적어도 부분적으로 포함된다. 특히, 상기 자기장 발생기는 순환 파이프(15)의 외부면(27)과 내부면(25) 사이에 적어도 부분적으로 포함된다.

상기 자기장 발생기(55)는 예를 들어 순환 파이프(15)의 적어도 일부를 둘러싸는 도전성 권선을 포함하는 전자기기이다. 이 경우, 전자석(55)이 전류에 의해 공급되면, 전자석(55)은 순환 파이프(15)에 제1축(A1)과 나란한 자기장(M)을 발생시킨다.

도 3의 예에 따르면, 도전성 권선은 순환 파이프(15)에 감겨 외면(27)에 접촉한다. 변형예에서, 도전성 권선은 파이프(15)의 외부 표면(27)과 내부 표면(25) 사이에 포함될 수 있다. 따라서, 도전성 권선은 파이프(15)에 통합된다.

하나의 변형예에 따르면, 자기장 발생기(55)는 영구 자석이다. 예를 들어, 자석(50)이 전자기인 경우, 자기장 발생기(55)는 영구자석일 수 있다.

일 특정 실시예에 따르면, 자기장 발생기(55)는 영구 자석을 포함하고, 자석(50)은 영구 자석이다. 예를 들어, 자기장 발생기(55)의 영구 자석은, 자기장 발생기(55)가 순환 파이프(15)의 일 부분에서 무시할만한 자기장을 발생시키는 제 1 위치와, 자기장 발생기(55)가 순환 파이프(15)의 적어도 일 부분에서, 제 1 축(A1)과 제 3 축(A3)을 정렬하는 경향이 있는 자기장(M)을 발생시키는 제 2 위치 사이에서 순환 파이프(15)에 대해 이동가능하다.

다른 실시예에 따르면, 자기장 발생기(55)와 자석(50)은 모두 전자석이다.

제 2 예시적인 방법은 피봇 단계를 포함한다.

피봇 단계는 예를 들어 순환 단계 이후에 수행된다. 특히, 피봇 단계는 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)의 구멍에 수용될 때 수행되지만, 예를 들어 순환 파이프(15)가 이동되어야 하거나 순환 파이프(15)의 제1 축(A1)이 무시할 수 없는 수직 성분을 가지며 스크레이퍼(20)는 그 중량의 영향 하에서 순환 파이프(15) 내에서 활주할 수 있어야 할 때, 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)에 대해 제1 축(A1)을 따라 병진 운동할 수 없는 것이 바람직하다.

피봇 단계 동안, 스크레이퍼(20)는 제1 위치로부터 제2 위치로 선회한다.

특히, 상기 전자석(55)은 제3축(A3)을 제1축(A1)과 정렬시키는 경향이 있는 스크레이퍼(20)에 자력을 가하는 자기장(M)을 발생시킨다. 따라서 상기 스크레이퍼(20)는 제2 위치로 피봇축(Ap)을 중심으로 선회한다.

자기력은 스크레이퍼(20)의 2개의 단부를 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)에 대해 가압하여, 마찰에 의해, 순환 파이프(15)에 대한 제1 축(A1)을 따른 스크레이퍼의 병진 이동을 방지한다.

이어서, 상기 홀딩 시스템은 내경(Di)과 외경(De1)의 차이로 인해 스크레이퍼(20)와 순환 파이프(15) 사이의 마찰이 감소함에도 불구하고 스크레이퍼(20)를 순환 파이프(15)의 특정 부분의 위치에 유지시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 고정화는 특히 전체 파이프(15)가 스크레이퍼(20)에 의해 이동되기 전에 순환 단계의 중단(interruption)의 경우에 유용하다.

도 4에는 예시적인 제3 설비(10)가 도시되어 있다.

예시적인 제3 설비(10)는 또한 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15) 내에 삽입될 때 순환 파이프(15)에 대한 스크레이퍼(10)의 상대 병진 운동을 방지하도록 구성된 홀딩 시스템을 포함한다.

상기 홀딩 시스템은 스크레이퍼(20)의 적어도 일부의 외경을 제1 직경값(De1)으로부터 제2 직경값(De2)으로 증가시키도록 구성된다.

제2 직경값(De2)은 제1 직경값(De1)보다 엄격하게 크다.

특히, 제2 직경값(De2)은 내경(Di)과 동일하다.

상기 인젝터(21)는 파이프(15)의 하류 단부를 통한 제1유체(F)의 유출이 방지되었을 때, 예를 들어 스프레이 부재(13)의 밸브(22)가 폐쇄되었을 때 순환 파이프(15) 내의 압력을 변화시킬 수 있다.

특히, 상기 인젝터(21)는 제1압력값과 제2압력값 사이에서 순환 파이프 내의 압력을 가변시키도록 구성된다.

상기 제1압력값은 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)을 순환할 때 설비(10)의 작동을 위한 전형적인 압력값이다.

상기 제1 압력값은 예를 들어, 2 bar 내지 8 bar일 수 있다. 상기 제 1 값은 변할 수 있다는 것을 주목해야 한다.

제2 압력 값은 제1 압력 값보다 엄격하게 크다. 상기 제2 압력값은 예를 들어, 10 바아(bar) 이상이다. 일 실시예에 따르면, 제 2 압력 값은 10 바아 내지 500 밀리바아 이내이다.

상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)의 압력이 미리 설정된 압력 임계치 이상일 때 제2축(A2)을 따라 크러쉬되도록 구성된다.

즉, 상기 스크레이퍼(20)는 도 4에 도시된 바와 같은 크러쉬되지 않은 구성과, 도 5에 도시된 바와 같은 크러쉬된 구성을 갖는다. 제2 축(A2)을 따른 스크레이퍼(20)의 길이(L1)는 크러쉬되지 않은 구성에서 스크레이퍼(20)의 길이(L2)보다 엄격하게 크다.

압력 임계치는 엄격하게 제1 압력 값보다 크고 엄격하게 제2 압력 값보다 낮다.

또한, 스크레이퍼(20)는 스크레이퍼(20)의 크러쉬가 제1 값(De1)으로부터 제2 값(De2)으로 스크레이퍼(20)의 외경의 증가를 유발하도록 구성된다. 따라서, 크러쉬되지 않은 구성에서는 스크레이퍼(20)의 외경이 제1 직경값(De1)을 갖는 반면, 크러쉬된 구성에서는 외경이 제2 직경값(De2)을 갖는다.

일 실시예에서, 크러쉬된 구성에서, 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)에 수용되지 않을 때 외경은 순환 파이프(15)의 내경(Di)보다 엄격하게 큰 값을 갖는다. 따라서, 상기 스크레이퍼(20)가 크러쉬된 형태로 순환 파이프(15)에 수용될 때, 스크레이퍼(20)의 외경은 내경(Di)에 의해 제한되므로, 스크레이퍼(20)의 외경은 제2 직경값(De2)을 갖는다. 이어서, 상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)에 대해, 스크레이퍼(20)를 순환 파이프(20)에 대해 적소에 유지하게 하는 마찰력을 가한다.

예를 들어, 쉘(40)은 가요성 폴리머 재료로 만들어지고, 단부벽(46)이 서로 가까워질 때 쉘(40)의 중심부(57)가 쉘(40)의 외부를 향해 방사상으로 변형되도록 제공된다.

가요성 중합체 재료는 예를 들어 퍼플루오르화 중합체, 테프론, 폴리아미드 및 폴리올레핀 중에서 선택된다.

도 1 및 도 5의 예에 따르면, 상기 스크레이퍼(20)는 탄성부재(60)를 포함한다.

인젝터, 쉘(40) 및 탄성 요소(60)는 함께 홀딩 시스템을 형성한다.

상기 탄성 부재(60)는 쉘(40)에 의해 한정된 챔버(45) 내에 수용된다.

상기 탄성 요소(60)는 단부벽(46)을 서로 분리시키기 위한 탄성력을 단부벽(46)에 가한다. 특히, 상기 탄성 요소(60)는 순환 파이프(15) 내의 압력이 압력 임계치 이하일 때 단부벽(46)을 서로 더 가깝게 하는 압력보다 엄격하게 큰 값을 갖는 탄성력을 가하도록 구성된다.

상기 탄성 요소(60)는 또한 순환 파이프(15) 내의 압력이 엄격하게 압력 임계치보다 클 때 단부벽(46)을 서로 더 근접하게 하는 압력보다 엄격하게 큰 강도를 갖는 탄성력을 가하도록 구성된다.

즉, 상기 탄성부재(60)는 상기 순환 파이프(15)의 압력이 상기 압력 임계치 이하일 때 상기 스크레이퍼(20)를 크러쉬되지 않은 상태로 유지하고, 상기 압력이 상기 압력 임계치 보다 엄격하게 클 때 상기 스크레이퍼(20)가 크러쉬된 상태로 전환되도록 구성된다.

탄성 부재(60)는 예를 들어, 나선 스프링과 같은 스프링이다. 다른 형태의 탄성 요소(60)가 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

이하, 제3 실시예의 동작을 설명한다. 특히, 예시적인 제3 설비(10)에 의해 구현되는 예시적인 제3 이동 방법에 대해 설명한다.

순환 단계에서 순환 파이프(15)의 압력은 제1 압력값을 갖는다. 따라서, 상기 스크레이퍼(20)는 크러쉬되지 않은 형상으로 되어 있다.

제3 실시예는 압력을 증가시키는 단계 및 크러쉬 단계를 포함한다.

압력을 증가시키는 단계 동안, 인젝터는 순환 파이프 내의 압력을 제1 값에서 제2 값으로 증가시킨다. 예를 들어, 제1유체(F)가 순환 파이프(15)에서 빠져나가게 하는 밸브(22)는 폐쇄되고, 인젝터는 제2압력값에 도달할 때까지 제2유체를 순환 파이프(15)로 분사한다.

크러쉬되는 단계 동안, 상기 스크레이퍼(20)는 단부벽(46)에 가해지는 압력의 영향 하에서 크러쉬되는 구성으로 전환된다. 이러한 크러쉬는 스크레이퍼(20)의 외경을 제2 직경값(De2)으로 증가시킨다.

상기 스크레이퍼(20)가 그 크러쉬된 구조에 있을 때, 스크레이퍼(20)는 외경이 내경(Di)과 동일하기 때문에 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)에 대해 마찰력을 가한다.

이어서, 상기 홀딩 시스템은 스크레이퍼(20)가 크러쉬될 때 스크레이퍼(20)를 순환 파이프(15)의 특정 부분의 위치에 유지하는 것을 가능하게 하고, 크러쉬되지 않은 구성의 내경(Di)과 외경(De1)의 차이로 인해 스크레이퍼(20)와 순환 파이프(15) 사이의 마찰을 감소시킨다.

제 3 예의 홀딩 시스템은 제 1 예에 비해, 탄성 요소(60)를 제외한 추가적인 장비를 가정하지 않는다. 특히 스크레이퍼(20) 외부에 별도의 구성요소가 필요하지 않다. 따라서, 유체 스프레이 설비(10)는 매우 단순하고, 스크레이퍼(20)는 기존의 유체 스프레이 설비(10)에 사용될 수 있다.

제3실시예의 변형예에 따르면, 상기 스크레이퍼(20)는 탄성 요소(60)를 포함하지 않는다. 상기 쉘(40)은 2개의 단부 부분(65)과 하나의 크러쉬 부분(70)을 포함한다.

상기 두 단부 부분(65)는 상기 스크레이퍼(20)를 상기 제2축(A2)을 따라 한정한다. 특히, 각각의 단부벽(46)은 단부 부분(65)의 벽이다. 이 단부 부분은 제2 축(20)을 따라 단부벽(46)에 의해 한정된다.

각 단부 부분(65)은, 예를 들어, 강성(rigid)의 부재이다. 특히, 각 단부 부분(65)은 스크레이퍼(20)가 크러쉬된 구성에서 크러쉬되지 않은 구성으로 또는 그 반대로 될 때 변형되지 않도록 구성된다.

상기 크러쉬 부분(70)은 두 단부 부분(65) 사이에서 제2축(A2)을 따라 삽입된다.

상기 크러쉬 부분(70)은 원통형으로서 제2축(A2)을 따라 연장된다. 따라서, 상기 크러쉬 부분(70)은 제2축(A2)에 수직한 평면에서 원형 단면을 갖는다.

상기 크러쉬 부분(70)은 2개의 단부 부분(65)을 서로 분리시키도록 된 힘을 2개의 단부 부분(65)에 가하도록 구성된다.

특히, 상기 크러쉬 부분(70)은 순환 파이프(15) 내의 압력이 압력 임계치 이하일 때 두 단부 부분(65)을 서로 가까워지게 하는 압력보다 엄격하게 큰 값을 갖는 탄성력을 가하도록 구성된다.

크러쉬 부분(70)는 또한 순환 파이프(15) 내의 압력이 엄격하게 압력 임계치보다 클 때 2개의 단부 부분(65)을 서로 더 근접하게 하는 경향이 있는 압력 힘보다 엄격하게 큰 값을 갖는 탄성력을 가하도록 구성된다.

즉, 크러쉬 부분(70)은 순환 파이프(15)의 압력이 압력 임계치 이하일 때 스크레이퍼(20)를 크러쉬되지 않은 상태로 유지하고, 압력이 압력 임계치 보다 엄격하게 클 때 스크레이퍼(20)를 크러쉬된 상태로 전환하도록 구성된다.

크러쉬 부분(70)은 예를 들어 탄성체 재질로 이루어진다. 이러한 의미에서, 부분(70)은 탄성중합체 부분으로서 자격이 부여될 수 있다.

크러쉬 부분(70)은 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 단부 부분(65)이 서로 가까워질 때 쉘(40)의 외부를 향해 방사상으로 변형되도록 구성된다.

이하, 예시적인 제4의 설비(10)에 대하여 설명한다.

상기 스크레이퍼(20)는 강자성 요소를 포함한다.

강자성은 외부의 자기장에 의해 자화되고 그 자화의 일부를 유지하는 임의의 본체의 능력을 말한다.

강자성 요소는 특히 쉘(40)에 고정된다.

강자성 요소는 예를 들어 챔버(45) 내에 수용된다.

상기 설비(10)는 자기장 발생기(55)를 포함한다.

상기 자기장 발생기(55)는 전술한 제2 실시예에서 사용된 자기장 발생기(55)와 유사하다.

상기 자기장 발생기(55)는 순환 파이프(15)의 적어도 일 부분에 강자성 요소를 자기장 발생기(55)에 가까워지게 하는 자기장을 발생시키도록 구성된다.

예를 들어, 자기장 발생기(55)는 자석을 향해 강자성 요소를 견인할 수 있는 자기장을 발생시키는 자석이다.

그 다음, 상기 방법은 예를 들어, 피봇 단계를 대체하는 견인 단계(attraction step)를 포함한다.

견인 단계 동안에, 자기장 발생기(55)는 순환 파이프(15)의 해당 부위에 자기장을 발생시킨다. 예를 들어, 상기 자기장 발생기(55)가 영구자석인 경우, 상기 자기장 발생기(55)는 상기 스크레이퍼(20)가 유지하고자 하는 순환 파이프(15)의 부분에 더 가깝게 위치하게 된다.

자기장의 영향 하에서, 강자성 요소는 자기장 발생기(55) 쪽으로 끌어당겨진다. 그 결과, 상기 스크레이퍼(20)는 파이프(15)의 내부 표면(25)과 접촉할 때까지 파이프(15) 내로 이동된다. 특히, 스크레이퍼(20)는 내부면(25)에 대해 가압된다.

상기 스크레이퍼(20)는 그 후 내부 표면(25)에 대해 스크레이퍼를 가압하는 자기장의 효과에 의해 파이프(15)의 부분 내의 위치에 유지된다.

예시적인 제4 설비(10)는 특히 구현하기에 간단하다.

제1유체(F)를 분사하는 방법을 설명한다.

분사 방법은 예를 들어 전술한 예시적인 스프레이 설비(10) 중 하나에 따른 스프레이 설비(10)에 의해 구현된다. 그러나, 분무 방법은 다른 유형의 유체 분무 설비, 특히 순환 파이프(15)의 내경(Di)과 제1 값(De1) 사이의 차이가 엄격하게 100 마이크로미터 미만, 예를 들어 0인 유체 분무 설비에 의해 구현될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

상기 방법은 제1 스프레이 단계, 순환 단계, 복귀 단계 및 제2 스프레이 단계를 포함한다.

제1 스프레이 단계에서 제1유체(F)는 스프레이 설비(10)에 의해 분사된다. 구체적으로, 펌프(12)에 의해 제1유체(F)가 순환 파이프(15)으로 주입되고, 순환 파이프(15)에 의해 스프레이 부재(13)로 전달되어 제1유체(F)가 분사된다.

상기 제1 유체(F)는 상기 제1 유체(F)로 커버하고자 하는 물체, 구조물 또는 설비의 영역에 분사된다.

상기 제1 스프레이 단계에서 분사되는 상기 제1 유체(F)는 제1 색상을 가질 수 있다.

제 1 스프레이 단계는 제 1 유체(F)의 제 1 체적을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 제1 부피는 상기 제1 스프레이 단계가 시작된 이후 분사된 상기 제1 유체(F)의 부피이다.

제1 부피는, 예를 들어, 제1 스프레이 단계의 시작으로부터 펌프(12)의 유량 및 펌프(12)의 총 작동 기간을 알면 결정된다.

상기 제1 스프레이 단계는 분사될 제1 유체(F)의 총 체적과 상기 제1 체적의 차이가 미리 설정된 제2 체적이 될 때까지 수행된다.

총 체적은, 예를 들어, 제1 유체(F)로 소정의 물체, 또는 물체, 구조물 또는 설비의 소정의 구역을 커버할 수 있도록 하기 위해 설비(10)에 의해 분사될 제1 유체(F)의 총 체적이다.

제2 체적은 스크레이퍼(20)가 순환 단계 중에 이동할 수 있는 제1 유체(F)의 체적이다. 예를 들어, 제2부피는 제1유체(F)를 순환 파이프(15)에 충진하고 순환단계를 수행함으로써 실험적으로 결정된다.

제2 부피는 예를 들어 순환 파이프(15)의 개구부 부피의 80% 이상이다.

제2부피는, 예를 들어 순환 파이프(15)에 포함된 제1유체(F)의 부피이다. 여기서, 제2 부피는 순환 파이프(15)의 개구의 부피이다.

즉, 제1스프레이 단계는 순환 파이프(15)에 수용되어 스크레이퍼(20)에 의해 스프레이 부재(13)로 역류될 수 있는 제1유체(F)의 체적이 제1유체(F)로 제1유체(F)를 덮으려고 하지만 아직 덮히지 않은 대상물, 구조물 또는 설비의 구역을 덮기에 충분할 때까지 수행된다.

순환 단계는 제1 스프레이 단계 이후에 수행된다.

순환 단계 중에, 상기 스크레이퍼(20)는 예를 들어 순환 파이프(15)의 상류 단부(15A)에서 순환 파이프(15) 내로 도입되고, 인젝터(21)는 스크레이퍼(20)로부터 상류에 제2 유체를 주입한다.

순환 단계에서 사용되는 제2유체는 예를 들어, 액체, 특히 제1유체(F)를 용해 또는 희석할 수 있는 용매이다.

순환 단계에서 밸브(22)는 개방된다.

상기 스크레이퍼(20)는 인젝터(21)에 의해 상류측 단부(15A)로 분사되는 제2유체의 영향으로 순환 파이프(15)에서 상류측으로부터 하류측으로 순환한다. 예를 들어, 상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)의 전체 길이의 절반 이상, 특히 전체 길이의 90% 이상 순환 파이프(15)의 길이를 이동한다.

상기 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15)에 존재하는 제1유체(F)의 일부를 스프레이 부재(13), 특히 스프레이 헤드(23)까지 밀어낸다.

순환 단계 동안, 제2 부피의 제1 유체(F)는 스크레이퍼(20)에 의해 스프레이 헤드(23)로 뒤로 밀린다. 즉, 순환 단계에서 밸브(22)를 통과하는 제1유체(F)의 체적은 제2체적과 동일하다.

상기 스크레이퍼(20)에 의해 상기 스프레이 헤드(23)로 역류된 제1유체(F)는 상기 스프레이 헤드(23)에 의해 분사된다.

순환 단계 이후에 복귀 단계가 실행된다.

복귀 단계에서, 인젝터(21)는 스크레이퍼(20)의 하류에서 순환 파이프(15)로 제2 유체를 분사한다. 제2유체는 스크레이퍼(20)를 뒤로 밀고, 순환 파이프의 상류방향으로 이동한다.

예를 들어, 상기 밸브(17)는 제2 유체가 스크레이퍼(20)의 상류에서 순환 파이프(15)를 떠날 수 있도록 개방된다.

복귀 단계가 종료되면, 순환 파이프(15)에서 스크레이퍼(20)를 제거한다.

복귀 단계 다음에 제2 스프레이 단계가 이어진다.

제2 스프레이 단계는 제1 분사 유체(F)를 제외하고 제1 스프레이 단계와 동일하다. 특히, 제2스프레이 단계에서 펌프(12)에 의해 순환 파이프(15)로 분사되어 스프레이 부재(13)에 의해 분사되는 제1유체(F)는 제1스프레이 단계에서 펌프(12)에 의해 분사되는 제1유체(F)와 다른 제1유체(F)이다. 특히, 상기 제2 스프레이 단계에서 분사되는 상기 제1 유체(F)와 상기 제1 스프레이 단계에서 분사되는 상기 제1 유체(F)는 서로 다른 색상을 갖는다.

이러한 스프레이 방법은 스크레이퍼(20)를 이용하여 순환 파이프(15)에 존재하는 제1유체(F)의 보다 많은 부분을 이용하여 제1유체(F)를 다시 스프레이 부재(13)로 밀어낼 수 있다. 따라서, 상기 스프레이 방법은 소비된 유체의 일부가 스프레이의 마지막 단계에서 순환 파이프(15)에 잔류하여 효과적으로 회수되지 않는 다른 스프레이 방법보다 소비된 유체의 양 측면에서 더 좋은 효율을 갖는다.

제 2 유체가 액체일 때, 액체들은 약하게 압축가능하기 때문에, 분사된 유체의 제 2 체적의 제어가 개선된다.

이 액체가 용매인 경우, 스크레이퍼(20)의 통과 후 순환 파이프(15)에 남아 있는 제1유체(F), 특히 내부 표면(25)을 부분적으로 덮을 수 있는 제1유체(F)는 용매에 의해 용해 또는 희석되어 용제로 파이프(15)으로부터 추출된다.　따라서, 상기 파이프(15)는 부분적으로 세정되며, 상기 제1 스프레이 단계에서 분사되는 상기 제1 유체(F)에 의해 상기 제2 스프레이 단계에서 분사되는 상기 제1 유체(F)가 오염될 위험이 제한된다.

상기 파이프(15)의 세정은 복귀 단계가 제2 유체로서 사용되는 이 용매를 사용하여 실시될 때 더욱 개선되는데, 이는 이어서 순환 파이프(15)가 하류 방향, 그 다음 상류 방향으로 스크레이퍼의 순환 동안 용매에 의해 2회 세정되기 때문이다.

상기 스크레이퍼(20)가 제1, 제2, 제3 및 제4 실시예에서 설명된 스크레이퍼(20)에 따를 때, 즉 순환 파이프(15)의 내경(Di)과 제1 값(De1)의 차이가 100 마이크로미터(㎛) 이상일 때, 스크레이퍼(20)는 일직선이 아닌 순환 파이프(15)의 부분, 특히 나선형인 제2 부분(29)에서도 쉽게 순환한다. 이때, 상기 순환 단계의 종료시 상기 스크레이퍼(20)가 이동할 수 없는 상기 파이프(15)의 단면이 제1유체로 채워지는 것이 방지되기 때문에 회수되는 제1유체(F)의 양이 증가하게 된다.

제2 나선부(29)를 사용하면, 제1 유체(F)가 전기 전도성 입자를 함유할 때 제1 유체(F)를 스프레이하는데 자주 사용되는 전기장의 영향 하에서 제2 부분(29)에 함유된 제1 유체(F)에 전도성 연결부가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1, 제2, 제3 및 제4 예에 따른 스크레이퍼(20)는 이러한 응용에 특히 흥미롭다.

이하, 제5실시 예에 따른 설비(10)를 설명한다.

예시적인 제1설비(10)와 동일한 구성에 대해서는 다시 설명하지 않는다. 그 차이점만 표시된다.

그러나, 예시적인 제5 설비(10)에서, 순환 파이프(15)의 내경(Di)과 제1 값(De1) 사이의 차이는 변할 수 있으며, 특히 제1 예의 경우와 같이 엄격하게 100 ㎛ 미만, 예를 들어 0이거나, 100 ㎛ 이상일 수 있다.

이러한 차이가 100㎛보다 크거나 같을 때, 제5 실시예의 설비(10)는 스크레이퍼(20) 및 제2, 제3 및 제4 실시예 설비(10)의 스크레이퍼(20) 및 홀딩 시스템, 및 이들 제2, 제3 및 제4 실시예에 전술된 변형예에 따른 홀딩 시스템(55)을 포함할 수 있다.

또한 고려될 수 있는 하나의 변형예에 따르면, 예시적인 제5 설비(10)는 스크레이퍼(scraper)(20)를 포함하지 않는다.

상기 인젝터(21)는 색변환 유닛(11), 펌프(12), 순환 파이프(15) 및 스프레이 부재(13) 중 적어도 하나에 제2유체를 분사한다. 도 7에 도시된 실시예에 따르면, 상기 인젝터(21)는 밸브(105)에 의해 색 변환 유닛(11)에 연결되고, 밸브(110)에 의해 펌프(12)에 연결되며, 밸브(47)에 의해 순환 파이프(15)에 연결되고, 밸브(115)에 의해 스프레이 부재(13)에 연결된다.

제2 유체는 액체, 예를 들어 제1 유체(F)를 용해 또는 희석할 수 있는 액체 용매, 또는 물이다.

상기 인젝터(21)는 회로(16) 내로 소정의 체적의 제2 유체를 주입하도록 구성된다. 상기 인젝터(21)는 상기 분사된 체적이 미리 정해진 체적과 동일할 때 상기 주입 작용을 중단한다.

예를 들어, 인젝터(21)는 분사의 시작으로부터 회로(16) 내로 주입되는 제2 유체의 총 체적의 값을 추정하고, 총 체적이 미리 결정된 체적과 동일할 때 주입을 중단하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 인젝터(21)는 총 주입 부피를 추정하고 인젝터(21)에 의한 제2 유체의 주입을 명령할 수 있는, 예를 들어 밸브(47, 105, 110, 115)의 개방 또는 폐쇄를 명령할 수 있는 데이터 처리 유닛 또는 전용 집적 회로와 같은 제어 모듈을 포함한다. 미리 결정된 체적은 회로(16) 내로 분사하기를 원하는 제 2 유체의 양의 함수로서 선택된다. 따라서, 상기 미리 결정된 볼륨은 변할 수 있다.

제 5 실시예에 사용될 수 있는 인젝터(21)의 예들은 다음과 같다.

상기 인젝터(21)는 회로(16) 내로 가스 스트림을 주입하도록 더 구성된다. 특히, 인젝터(21)는 회로(16) 내로 미리 결정된 체적의 제2 유체를 주입하고, 다음으로 회로(16) 내의 제2 유체의 이동을 야기하기 위해 회로(16) 내로 가스를 주입하도록 구성된다.

예를 들어, 인젝터(21)는 가압된 가스 소스에 연결된다.

가스는 예를 들어 압축 공기이다.

상기 가스는 회로(16)에 가스가 주입될 때 제3 압력값을 갖는다. 상기 제3 압력값은 20 bar 이하이다.

예시적인 제 5 설비(10)는 제 2 유체를 회로(16) 내로 주입하기 위한 단계를 포함하는 방법을 구현할 수 있다.

예를 들어, 상기 주입 단계 동안 상기 순환 파이프(15)에 상기 제2유체가 주입된다.

즉, 제2유체는 색변환 유닛(11), 펌프(12), 순환 파이프(15), 스프레이 부재(13) 중 적어도 어느 하나에 주입된다.

상기 주입 단계 동안, 상기 인젝터(21)는 상기 주입 단계의 시작시부터 주입되는 제2 유체의 부피를 추정한다. 예를 들어, 상기 인젝터(21)는 상기 주입 단계의 시작시부터 주입되는 제2 유체의 부피를 주기적으로 추정한다. 일 실시예에 따르면, 인젝터(21)는 100 밀리초 이하의 주기로 주입되는 제 2 유체의 부피를 추정한다. 추정된 부피는 인젝터(21)에 의해 미리 결정된 부피와 비교된다.

제2 유체의 추정된 체적이 엄격하게 소정의 체적보다 작으면, 인젝터(21)는 회로(16) 내의 제2 유체의 주입을 계속한다.

추정된 체적이 미리 설정된 체적 이상이면, 인젝터(21)는 주입을 중단한다. 예를 들어, 인젝터(21)는 인젝터(21)를 회로(16)에 연결하는 밸브(47, 105, 110, 115)를 형성한다.

도 7에 도시된 예에 따르면, 인젝터(21)는 실린더(75), 피스톤(80), 액추에이터(85) 및 밸브(90)를 포함한다.

상기 실린더(75)는 제2 유체를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 실린더(75)는 제2 유체를 수용할 수 있는 원통형 공동(cavity)을 한정한다.

상기 실린더(75)는 실린더(75)에 특정된 축(Ac)을 따라 연장된다.

상기 실린더(75)는 원형 베이스, 뿐만 아니라 다각형 베이스, 또는 실린더(75)의 축(Ac)에 수직인 평면 내의 임의의 형상을 갖는 베이스를 가질 수 있다는 것을 주목해야 한다.

상기 실린더(75)는 예를 들어 스테인레스강 또는 알루미늄과 같은 금속 재료로 제조된다. 상기 실린더(75)에 의해 한정된 공동은 50 입방 센티미터(cc)와 1000 cc 사이의 내부 체적을 갖는다.

상기 피스톤(80)은 실린더(75)에 의해 한정된 공동 내에 수용된다. 상기 피스톤(80)은 실린더(75)에 의해 한정된 공동을 가변 체적의 2개의 챔버(95, 100)로 분리한다.

상기 피스톤(80)은 원통형이며, 예를 들어 실린더(75)의 내부면에 대해 상보적인 둘레면에 의해 그리고 실린더(75)의 축에 대해 수직인 두 면에 의해 한정된다.

상기 피스톤(80)은 예를 들어 금속 재질로 이루어진다. 일 실시예에 따르면, 챔버(100)를 한정하는 피스톤(80)의 면은 스테인리스강으로 제조된다. 변형예에서, 이 면은 폴리머로 제조되거나, 폴리머 층 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 층으로 덮인다.

상기 피스톤(80)은 챔버(95, 100)의 각각의 체적을 변화시키기 위해 실린더(75)에 대해 1차 위치와 2차 위치 사이에서 병진 운동가능하다. 특히, 상기 피스톤(80)은 실린더(75)의 축(Ac)을 따라 이동 가능하다.

1차 위치(primary position)는 챔버(100)의 부피가 가장 큰 위치이다. 상기 피스톤(80)이 1차 위치에 있을 때, 챔버(95)의 체적은 예를 들어 0과 같다.

2차 위치(secondary position)는 챔버(100)의 부피가 가장 작은 위치이다. 예를 들어, 피스톤(80)이 2차 위치에 있을 때, 피스톤(80)은 실린더(75)의 단부벽에 대해 지탱되어, 챔버(100)의 체적은 0과 같다.

상기 피스톤(80)은 한정하는 챔버(95, 100) 사이의 제2 유체의 통과를 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 피스톤(80)은 실린더(75)의 축에 수직인 평면에서 피스톤(80)을 둘러싸는 밀봉부와 같은 밀봉 수단을 갖는다.

상기 챔버(100)는 적어도 부분적으로 제2 유체로 채워지도록 구성된다. 예를 들어, 챔버(100)는 밸브(90)에 의해 저장소와 같은 제2 유체의 소스에 연결된다.

상기 챔버(100)는 예를 들어 밸브(47)에 의해 순환 파이프(15)에 연결될 수 있다. 도 7의 예에 따르면, 챔버(100)는 순환 파이프의 상류 단부(15A)에 연결될 수 있다. 변형예에서, 챔버(100)는 하류 단부(15B) 또는 양 단부(15A, 15B)에 연결될 수 있다.

액추에이터(85)는 1차 위치와 2차 위치 사이에서 피스톤(80)을 이동시키도록 구성된다. 상기 액추에이터(85)는 예를 들어, 피스톤(80)을 이동시키기 위해 모터로부터 피스톤(80)으로 힘을 전달할 수 있는 로드(rod)와 모터를 포함한다.

상기 액추에이터(85)는 특히 실린더(75)에 대한 피스톤(80)의 위치를 결정하고, 결정된 위치의 함수로서 피스톤(80)의 이동을 명령하거나 정지하도록 구성된다. 많은 유형의 액추에이터(85)는 이러한 피스톤의 위치 결정을 허용한다.

상기 모터는 예를 들어, 토크 모터(torque motor)와 같은 전기 모터, 또는 브러시리스 모터이다.

일 실시예에 따르면, 모터는 서보모터, 즉 위치-종속 모터(position-slaved motor)이다.　예를 들어, 상기 모터는 피스톤(80)을 실린더(75)에 대해 미리 정해진 위치에 유지하도록 제어되며, 미리 정해진 위치는 변할 수 있다.

변형예에서, 모터는 피스톤(80)을 이동시킬 수 있는 공압 또는 유압 부재, 예를 들어, 피스톤을 이동시키기 위해 챔버(95) 내로 액체를 주입할 수 있는 펌프에 의해 대체된다.

액추에이터(85)는 특히 제2 유체에 제3 압력값 이상의 압력을 가하도록 구성된다. 예를 들어, 압력 센서가 챔버(100) 내에 통합되고, 제어 모듈은 챔버(100) 내의 제2 유체의 압력이 제3 압력 값 이상이 될 때까지 피스톤(80) 상에 액추에이터에 의해 가해지는 힘의 증가를 명령할 수 있다.

변형예에서, 상기 액추에이터(85)는 액추에이터(85)의 전기 모터의 공급 전류의 값으로부터 챔버(100) 내의 유체의 압력을 추정하도록 구성된다.

주입 단계 동안, 챔버(100)는 제2 유체를 수용하고, 액추에이터(85)는 피스톤(80)을 제2 위치를 향해 이동시킨다. 예를 들어, 상기 주입 단계 동안, 상기 챔버(100)는 제2 유체로 채워진다.

상기 피스톤(80)의 이동에 의해 제2유체가 순환 파이프(15)으로 주입된다.

상기 액추에이터(85)는 실린더(75) 내의 피스톤(80)의 위치, 특히 1차 위치로부터 실린더(75)의 축을 따라 피스톤(80)에 의해 이동되는 거리를 주기적으로 결정한다. 상기 이동되는 거리의 결정은, 주입된 체적이 상기 이동되는 거리의 쌍방향 함수(bijective function), 즉, 상기 이동되는 거리가 하나의 주입된 체적에 대응하기 때문에, 상기 주입된 체적의 결정과 동등하다.

변형예에서, 상기 액추에이터(85)는 피스톤(80)이 미리 결정된 체적에 대응하는 미리 결정된 위치에 도달했는지를 결정함으로써, 총 주입 체적을 미리 결정된 체적에 비교한다.

상기 미리 결정된 위치는 특히, 상기 피스톤의 1차 위치에서 2차 위치로의 이동이 상기 챔버(100)의 체적을 상기 소정의 체적과 동일한 체적 값만큼 감소시키는 위치이다.

상기 인젝터(21)는 주입된 체적이 미리 정해진 체적과 동일할 때 상기 주입을 중단한다.

예를 들어, 피스톤(80)이 소정의 위치에 도달하지 않았다면, 액추에이터(85)는 피스톤(80)을 2차 위치를 향해 계속 이동시킨다.

피스톤(80)이 소정의 위치에 있으면, 액추에이터(85)는 피스톤(80)의 이동을 정지한다.

변형예에서, 인젝터(21)는 피스톤(80)이 소정의 위치에 도달할 때 밸브(47)를 폐쇄하도록 구성된다. 제 5 실시예에서는 다른 종류의 인젝터(21)가 사용될 수 있음을 유의해야 한다.

예를 들어, 인젝터(21)는 제2 유체의 공급원 및 유량계를 포함한다.

제2 유체의 공급원은, 예를 들어, 제3 압력 값 이상의 압력 하에서 유보되는 제2 유체, 또는 기어-타입 펌프 또는 연동 펌프(peristaltic pump)와 같은 제2 유체 흐름을 생성할 수 있는 펌프이다.

인젝터(21)는 예를 들어, 특히 제2 유체의 공급원의 출구 파이프에 위치되고, 공급원을 떠나는 제2 유체의 압력을 측정할 수 있는 압력 센서를 포함한다.

유량계는 회로(16)에서 인젝터(21)에 의해 주입된 제2 유체의 유속의 값을 측정할 수 있다.

유속은, 예를 들면, 체적 유속(volume flow rate)이다. 변형예에서, 유속은 질량 유속(mass flow rate)이다.

인젝터(21)는, 측정된 유량 값들로부터, 주입 단계의 유량으로부터 회로로 주입되는 제2 유체의 총 부피를 추정하도록 구성된다. 예를 들어, 인젝터(21)는 측정된 유량 값들의 시간적 적분에 의해 총 주입 체적을 추정한다.

상기 인젝터(21)는 상기 전체 체적이 상기 설정 체적과 동일한 경우 분사를 중단한다. 예를 들어, 인젝터(21)는 인젝터(21)를 회로(16)에 연결하는 밸브(47, 105, 110, 15)를 폐쇄한다.

주입 단계는 예를 들어, 앞서 정의된 바와 같은 순환 단계 동안 구현된다. 이 경우, 스크레이퍼(20)는 주입된 제2유체의 영향으로 순환 파이프(15) 내에서 상류에서 하류로 순환하게 된다.

변형예에서 또는 추가적으로, 상기 주입 단계는 스크레이퍼(20)를 하류에서 상류로 추진하기 위해 복귀 단계 동안 구현된다.

예시적인 제 5 설비(10)는 특히 전술한 스프레이 방법 뿐만 아니라 다른 스프레이 방법을 구현할 수 있다.

예를 들어, 예시적인 제5 설비(10)는 순환 단계 동안, 파이프(15) 내에 스크레이퍼(20)가 존재하지 않는 스프레이 방법을 구현할 수 있다. 이 경우, 순환 단계에서 제2유체는 제1유체(F)를 전방으로 다시 스프레이 부재(13)까지 밀어낸다.

다른 변형예로서, 상기 주입 단계는 색변환 유닛(11), 펌프(12) 및 스프레이 부재(13) 중 적어도 하나를 세척하는 방법 중에 구현된다.

제2 유체의 주입 체적이 소정의 체적과 동일할 때, 제2 유체의 주입을 정지시킬 수 있는 인젝터(21)를 사용하면 주입 단계 동안 사용되는 제2 유체의 양을 정밀하게 제어할 수 있다. 특히, 제2 유체의 소스가 소정의 시간 동안 회로(16)에 연결되는 기술 상태의 방법과는 달리, 이러한 체적은 회로(16)에 존재하는 제1 유체(F)의 점도(또는 제1 유체(F)와 제2 유체 사이의 혼합)에 의존하지 않는데, 이는 회로에 함유된 유체(들)의 점도가 특히 회로(16)에 존재하는 제1 유체(F)와 제2 유체 사이의 비율에 의존하기 때문이다.

이는 스크레이퍼(20)에 의해 또는 제2 유체에 의해 뒤로 밀리는 제1 유체(F)의 분사를 포함하는 순환 단계 동안 특히 흥미로운 것인데, 그 이유는 제1 유체(F)의 분무된 체적이 그 다음에 잘 제어되기 때문이다.

특히, 제 2 유체를 순환 파이프(15) 내로 주입하기 위한 피스톤(80)의 사용은 특히 이 유체가 용매의 액체인 경우, 당업계의 인젝터(21)에 의해 허용되는 것보다 제 2 유체의 주입된 부피의 더욱 정밀한 제어를 가능하게 한다. 기어형 펌프와 같은 펌프를 사용하는 당업계의 인젝터는 평균 점도의 함수로서 변할 수 있는 유량을 갖는다. 예를 들어, 기어-타입 펌프는 이러한 점도에 의존하는 내부 누설을 갖는다. 그 결과, 종래의 인젝터들에 의해 순환 파이프(F)으로 실제로 분사되는 액체의 부피는 효과적으로 조절되지 않는다. 반대로, 피스톤(80)은 그 이동을 통해, 챔버(100)의 체적 변화에만 의존하기 때문에, 실제로 주입되는 추진 액체의 체적을 부과할 수 있다. 따라서, 예시적인 제5 설비(10)는 제2 유체의 주입량의 더 나은 제어를 허용한다.

피스톤(80)이 이동한 거리로부터 제2 유체의 주입 체적의 추정은 실린더(75), 피스톤(80) 및 액추에이터(85) 이외의 장치가 필요없이 주입 체적의 양을 정확하고 간단하게 추정할 수 있는 방법이다.

측정된 유량값으로부터 실제로 분사되는 제2 유체의 부피를 추정하는 인젝터(21)는 또한 제2 유체의 분사량을 더 잘 제어할 수 있다.

가스의 압력 이상의 압력으로 제2 유체를 주입함으로써, 가스를 사용하여 제2 유체를 추진시킬 수 있고, 따라서 필요한 제2 유체의 양을 감소시킨다.

소비된 전류로부터 이 압력의 추정은 센서의 필요성을 제거하고, 따라서 설비(10)를 단순화할 수 있다.

이하, 설비(10)의 제6 예를 설명한다.

제 6 예는 제 6 예의 홀딩 시스템이 자석(50) 및 적어도 하나의 강자성 요소(56)를 포함한다는 점에서 제 2 예와 상이하다.

상기 자석(50)은 특히 영구자석이다.

자석(50)은, 아래에 도시된 바와 같이, 1 뉴턴(N) 내지 10 N 사이의 값을 갖는 힘을 발생시킬 수 있는 자기장을 발생시키도록 구성된다.

이러한 변형에서, 제3 축(A3)은, 예를 들어, 제2 축(A2)과 일치한다. 그러나, A2 및 A3 축이 일치하지 않는 실시예를 사용하는 것도 가능하다. 일반적으로, 스크레이퍼(20)의 제2 축(A2)에 대한 제3 축(A3)의 배향은 변할 가능성이 있다.

각각의 강자성 요소(56)는 강자성 재료, 특히 소프트한 강자성 재료로 만들어진다.

강자성(Ferromagnetism)이란 특정 몸체가 외부 자기장의 영향으로 자화하고 자기장이 차단되면 이 자화의 일부를 유지하는 능력을 말한다.

강자성 물질의 예는 철, 니켈, 이산화크롬, 가돌리늄(gadolinium) 및 일부 강철이다.

대안적으로, 강자성 물질은 강철, 예를 들어 철이 풍부한 강철이다. 예를 들어, 강자성 요소(56)를 구성하는 강철의 표면 처리는 강자성 요소를 부식으로부터 보호하기 위해 제공된다.

각각의 강자성 요소(56)는, 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)의 상기 부분에 수용될 때 자석(50)이 강자성 요소(56)에 끌어당겨지도록 순환 파이프(15)의 적어도 일부에 근접하게 배열된다.

상기 강자성 요소(56)는 예를 들어 파이프(15)의 적어도 일부의 외부면(27)과 접촉한다. 대안적으로, 상기 강자성 요소(56)는 순환 파이프(15) 내에 적어도 부분적으로 포함된다. 특히, 상기 강자성 요소(56)는 파이프(15)의 외부면(27)과 내부면(25) 사이에 적어도 부분적으로 포함된다.

일 실시예에 따르면, 강자성 요소(56) 또는 강자성 요소(56)는 순환 파이프(35)의 길이의 절반보다 크거나 같은 연장 길이에 걸쳐 순환 파이프(15)를 따라 연장된다. 예를 들어, 연장 길이는 순환 파이프(15)의 길이의 90% 이상을 포함하여 순환 파이프(15)의 길이의 3/4 이상이다.

각각의 강자성 요소(56)는 와이어, 시트, 체인, 또는 강자성 재료의 블록이다.

상기 홀딩 시스템은 예를 들어 순환 파이프(15)를 따라 연장 길이에 걸쳐 연장되는 단일의 강자성 요소(56)를 포함한다. 대안적으로, 상기 홀딩 시스템이 복수의 강자성 요소(56)를 포함할 때, 예를 들어, 강자성 요소(56)는 순환 파이프(15)를 따라 연속적으로 배열되고, 이 경우 연장 길이는 서로 가장 멀리 떨어진 강자성 요소(56)의 단부들 사이에서 측정된다. 2개의 연속적인 강자성 요소 사이의 거리는 예를 들어 0.5 mm 내지 5 mm이다.

상기 홀딩 시스템이 단일 강자성 요소(56)로 구성될 때, 연장 길이는 강자성 요소(56)의 두 단부 사이에서 측정된다.

상기 강자성 요소(56)는 예를 들어 연장 길이에 걸쳐 파이프(15)를 따라 연장되는 와이어 또는 체인이다. 상기 와이어 또는 체인은, 예를 들면, 직선 와이어이다.

대안적으로, 상기 홀딩 시스템이 단일 강자성 요소(56)를 포함할 때, 단일 강자성 요소(56)는 예를 들어 제 1 축(A1)에 수직인 평면에서 순환 파이프(15)를 둘러싼다.

예를 들어, 강자성 요소(56)는 외부 표면(27)에 적용되는 시트이다.

대안적으로, 강자성 요소(56)는 순환 파이프(15) 주위에 감겨지고, 예를 들어 원형 나선과 같은 나선을 따라 연장하는 와이어, 케이블 또는 체인과 같은 길이방향 강자성 요소(56)이다.

나선은 각 지점에서 접선이 주어진 방향과 일정한 각도를 이루는 곡선이며, 이 방향은 특히 제1 축(A1)이다.

상기 나선에 대해 반경이 정의된다. 상기 반경은 4 mm 내지 18 mm 사이이다.

상기 나선에 대한 피치가 정의된다. 상기 피치는, 특히, 제1 축(A1)을 중심으로 완전 회전(full turn)에 대응하는 나선의 부분을 한정하는 나선의 2개의 지점들 사이의 거리로서 정의된다. 상기 피치는 0.5 mm 내지 5 mm 사이이다.

선택적인 부가사항으로서, 상기 설비(10)는 또한 예를 들어 엘라스토머, 폴리아미드, 또는 테프론으로 제조된 원통형 쉬스(sheath)를 포함한다.

각각의 강자성 요소(56)는 순환 파이프(15)과 쉬스 사이에 개재된다. 특히, 쉬스는 순환 파이프(15)의 외부 표면(27)에 대해 각각의 강자성 요소(56)를 가압하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 쉬스는 순환 파이프(15)의 외경과 동일한 내경을 갖는다.

상기 쉬스는 예를 들어, 액체가 각각의 강자성 요소(56)에 도달하는 것을 방지하도록 구성된 밀봉된 쉬스이다.

외피는 예를 들어 0.5 mm 내지 1.5 mm의 두께를 갖는다.

이러한 두께와 외장의 내경은 다양하게 변화될 수 있다.

특히, 자석(50) 및 강자성 요소(56)는 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15) 내에 수용될 때 스크레이퍼(20) 상에 1 N 내지 10 N의 힘을 가하도록 구성되어, 스크레이퍼(20)는 순환 파이프(15) 내의 적소에 유지된다.

특히, 상기 스크레이퍼(20)가 순환 파이프(15)에 삽입될 때, 제1축(A1)에 수직한 방향으로 측정되는 강자성 요소(56)와 자석(50) 사이의 거리는 0.5 mm 내지 3 mm이다.

상기 강자성 요소(56)가 와이어 또는 케이블일 때, 와이어 또는 케이블의 직경은 예를 들어 0.4 mm 내지 2 mm이다.

상기 자석(50) 및 강자성 요소 또는 강자성 요소(56) 덕분에, 예를 들어 스프레이 중 일시 정지 중에 제2 유체의 유동이 중단될 때, 자석(50) 및 강자성 요소(56)는 예를 들어 스크레이퍼(20)를 선회시킴으로써 또는 간단히 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이 자석(50)과 강자성 요소(56)를 함께 가져옴으로써, 스크레이퍼(20)를 내부 표면(25)에 대해 가압하도록 의도된 힘을 스크레이퍼(20)에 가한다. 따라서, 상기 스크레이퍼(20)는 제2유체가 흐르지 않을 때에도 파이프(15) 내의 위치에 유지된다. 또한, 상기 스크레이퍼(20)를 적소에 유지하기 위해 전자석 또는 이동부와 같은 추가적인 장치가 요구되지 않는다.

반대로, 제2 유체의 유동이 파이프(15)를 통해 유동할 때, 이 유동은 홀딩 시스템의 존재에도 불구하고 파이프를 따라 스크레이퍼(20)를 추진시킨다. 따라서, 제2 유체 유동의 중단이 스크레이퍼(20)를 적소에 유지시키기에 충분하기 때문에, 상기 설비(10)는 홀딩 시스템을 활성화할 필요가 없기 때문에 단순화된 작동을 갖는다.

또한, 상기 스크레이퍼(20)는 연장 길이가 측정되는 강자성 요소의 단부들 사이의 파이프(15) 상의 임의의 지점에서 적소에 유지될 수 있다. 따라서, 상기 스크레이퍼(20)를 파지할 수 있도록 정확한 위치에 배치할 필요가 없으므로 세정 방법이 단순해진다. 이는 연장길이가 파이프(15)의 길이의 절반 이상인 경우에 더욱 중요하다.

상기 파이프(15) 주위에 감겨진 강자성 요소(56)의 사용은 파이프(15)의 변형 동안에도 이들 두 요소의 양호한 연결을 보장하면서 파이프(15)와 강자성 요소(56)에 의해 형성된 조립체의 양호한 가요성을 보장한다. 따라서, 이러한 강자성 요소(56)는 특히 분사 장치(13)가 이동 아암에 장착될 때, 파이프(15)의 상당한 변형이 로봇 아암의 손목에서 빈번하기 때문에, 분사 장치(13)가 이동하는 응용에 특히 적합하다.

상기 쉬스의 사용은 또한 강자성 요소(56)와 순환 파이프(15) 사이의 양호한 연결을 보장하며, 순환 파이프의 유연성을 손상시키지 않고, 부식에 대한 각각의 강자성 요소(56)의 보호를 보장한다.

본 발명은 전술한 실시예들의 임의의 기술적으로 가능한 조합에 대응한다.

15: 순환 파이프 20: 스크페이퍼
25: 내부 표면 27: 외부 표면
50: 자석 55: 자기장 발생기
40: 쉘 60: 탄성 요소

Claims (16)

1. 유체 순환 파이프(15) 및 상기 파이프(15)에서 순환할 수 있는 스크레이퍼(20)를 포함하는 유체 스프레이 설비(10)로서, 상기 스크레이퍼(20)는 상기 파이프(15)에서 순환할 때 상기 파이프(15)에 존재하는 유체를 그 전방으로 뒤로 밀도록 되고, 상기 파이프(15) 및 상기 스크레이퍼(20)는 각각 원형 단면을 가지며, 상기 파이프(15)는 내경(Di)을 가지며, 상기 스크레이퍼(20)는 제1 값(De1)을 갖는 외경을 가지는, 유체 스프레이 설비(10)에 있어서,
   상기 파이프의 내경(Di)과 상기 스크레이퍼(20)의 외경의 제1 값(De1)의 차이는 100 마이크로미터 이상, 바람직하게는 200 마이크로미터 이상인 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스크레이퍼(20)가 상기 파이프(15)에 삽입될 때, 상기 스크레이퍼(20)가 상기 파이프(15)에 대하여 상대적인 병진 운동을 하는 것을 방지할 수 있는 홀딩 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
3. 제2항에 있어서,
   상기 파이프(15)는 제1 축(A1)을 따라 연장되고, 상기 스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)을 따라 연장되며, 상기 제1 축(A1)과 상기 제2 축(A2)이 합체될 때 상기 제1 축(A1)을 따라 상기 파이프(15)에 대해 병진운동하여 순환하도록 되고, 상기 홀딩 시스템은 상기 제1 축(A1)과 상기 제2 축(A2) 사이의 각도(α)가 엄격하게 0 초과, 바람직하게는 0.5도 이상이 되도록 상기 제1 축(A1)에 수직인 축(Ap)을 중심으로 상기 스크레이퍼(20)를 회전시키도록 되는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
4. 제3항에 있어서,
   상기 스크레이퍼(20)는 N극(N)과 S극(S)을 갖는 자석(50)을 포함하고, 상기 자석(50)의 극(N, S)은 제3축(A3)을 따라 정렬되고, 상기 제2축(A2)과 상기 제3축(A3) 사이의 각도(β)는 엄격하게 0을 초과하고, 바람직하게는 5도 이상이며, 상기 홀딩 시스템은 상기 파이프(15)의 적어도 일부에 상기 제3축(A3)과 상기 제1축(A1)을 정렬하도록 된 자기장을 발생시킬 수 있는 자기장 발생기(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
5. 제2항에 있어서,
   상기 스크레이퍼(20)는 강자성 요소를 포함하고, 상기 홀딩 시스템은 자기장 발생기(55)를 포함하되, 상기 자기장 발생기는 상기 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)에 대하여 스크레이퍼(20)를 가압하기 위하여 상기 강자성 요소를 자기장 발생기(55)에 근접하게 하는 자기장을 상기 파이프(15)의 적어도 일부에서 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 자기장 발생기(55)는 상기 순환 파이프(15)의 외부 표면(27)에 접촉되는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 자기장 발생기(55)는 상기 순환 파이프(15)의 내부 표면(25)과 외부 표면(27) 사이에 적어도 부분적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
8. 제2항에 있어서,
   상기 홀딩 시스템은 상기 스크레이퍼(20)의 적어도 일부 부분(57, 70)의 외경을 상기 제1 외경값(De1)으로부터 상기 파이프(Di)의 내경과 동일한 제2 외경값(De2)으로 증가시키도록 된 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
9. 제8항에 있어서,
   상기 스크레이퍼(20)는 제2축(A2)을 따라 연장되며, 상기 파이프(15)의 압력이 소정의 압력 이상일 때, 상기 스크레이퍼(20)는 상기 제2축(A2)을 따라 크러쉬되되, 상기 스크레이퍼(20)의 상기 부분(57, 70)이 상기 제1외경값(De1)에서 상기 제2외경값(De2)으로 외경이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
10. 제9항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(20)는 쉘(40)과 탄성 요소(60)를 포함하고, 상기 쉘(40)은 제2 축(A2)을 따라 쉘(40)을 한정하는 2개의 단부벽(46)을 가지며, 상기 탄성 요소(60)는 상기 쉘(40) 내부에 수용되고, 2개의 단부벽(46)을 제2 축(A2)을 따라 서로 멀어지게 이동시키도록 된 2개의 단부벽(46)에 힘을 가하도록 되고, 상기 쉘(40)은 단부벽(46)이 제2 축(A2)을 따라 합쳐질 때 쉘(40)의 적어도 일부 부분(57)의 외경이 제2 외경값(De2)으로 증가되도록 되는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
11. 제10항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(20)는 두 개의 단부 부분(65)과 탄성 크러쉬 부분(70)을 포함하고, 상기 크러쉬 부분(70)은 상기 제2 축(A2)에 수직한 평면에서 원형 단면을 가지며, 상기 두 개의 단부 부분(65) 사이에서 상기 제2 축(A2)을 따라 개재되고, 상기 크러쉬 부분(70)은 상기 스크레이퍼(20)가 크러쉬될 때 상기 단부 부분(65)을 서로 멀어지도록 이동시키고 반경 방향 외측으로 변형시키도록 상기 단부 부분(65)에 힘을 가하도록 된 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
12. 제2항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(20)는 자석(50)을 포함하고, 상기 홀딩 시스템은, 상기 스크레이퍼(20)가 상기 파이프(15) 내에 수용될 때, 상기 순환파이프(15)의 내부 표면(25)에 대해 가압하도록 상기 자석(50)이 상기 스크레이퍼(20)를 상기 강자성 요소(56)에 더 근접시키기 위한 힘을 가하도록 된 적어도 하나의 강자성 요소(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
13. 제12항에 있어서,
    상기 강자성 요소(56)는 상기 순환 파이프(15)의 주위에 권취되는 종방향의 강자성 요소(56)인 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 순환 파이프(15)을 둘러싸는 쉬스(sheath)를 더 포함하고, 각각의 강자성 요소(56)는 상기 쉬스와 상기 순환 파이프(15) 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비.
15. 유체 순환 파이프(15)를 포함하는 유체 스프레이 설비(10)에서 유체를 이동시키는 방법으로서, 상기 파이프(15)에서 스크레이퍼(20)를 순환시키는 순환 단계를 포함하되, 상기 스크레이퍼(20)는 상기 순환 단계 동안 상기 파이프(15)에 존재하는 유체를 그 전방에서 뒤로 밀고, 상기 파이프(15) 및 상기 스크레이퍼(20)는 각각 원통형 단면을 갖고, 상기 파이프(15)는 내경(Di)을 갖고, 상기 스크레이퍼(20)는 외경을 갖되, 상기 외경은 상기 순환 단계 동안 제1 값(De1)을 갖는 유체 스프레이 설비에서 유체를 이동시키는 방법에 있어서,
    상기 파이프(15)의 내경(Di)과 상기 스크레이퍼(20)의 제1 외경값(De1)의 차이는 100 마이크로미터 이상, 바람직하게는 200 마이크로미터 이상인 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비에서 유체를 이동시키는 방법.
16. 제15항에 있어서, 스크레이퍼(20)가 제2 축(A2)을 따라 연장되는 설비(10)에서 구현되며, 상기 방법은 압력을 제1 압력값으로부터 제2 압력값으로 증가시키는 단계 및 압력의 영향 하에 스크레이퍼(20)를 제2 축(A2)을 따라 크러쉬하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 크러쉬하는 단계는 제1 외경값(De1)으로부터 상기 파이프(15)의 내경(Di)과 동일한 제2 외경값(De2)으로 스크레이퍼(20)의 적어도 일부 부분(57, 70)의 외경이 증가되게 하는 것을 특징으로 하는 유체 스프레이 설비에서 유체를 이동시키는 방법.

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