KR20220033054A - 유체를 스프레이하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프(15), 상기 파이프(15) 내에서 이동할 수 있는 스크레이퍼(20), 및 스크레이퍼(20)의 저장 위치에서 스크레이퍼(20)를 수용하는 저장 체적(60)을 한정하는 케이싱(24)을 포함하는, 유체를 스프레이하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 스크레이퍼(20)는 스크레이퍼(20)가 상기 파이프 내에서 이동하는 때에 파이프(15) 내에서 스크레이퍼(20)의 앞에 존재하는 유체를 밀도록 구성되고, 상기 저장 체적(60)은 상기 파이프915)와 유체 소통되며, 또한 스크레이퍼(20)가 상기 파이프(15)와 저장 체적(60) 사이에서 이동함을 허용하도록 구성된다. 상기 스크레이퍼(20)는 제1 자석(50)을 포함하고, 상기 케이싱(24)은, 상기 스크레이퍼(20)를 저장 체적(60)으로부터 파이프(15)로 이동시키는 제1 힘을 제1 자석(50)에 가할 수 있는 제2 자석(70)을 포함한다.

Description

유체를 스프레이하기 위한 장치

본 발명은 유체 스프레이 설비에 관한 것이다.

유체 스프레이 설비에서는 종종 유체 유동의 통로가 되는 파이프들 내부의 청소를 위하여 스크레이퍼가 사용된다. 이 스크레이퍼는 도관 내부의 유체를 미는 장치로서, 스크레이퍼가 통과한 후에는 도관에 남아 있는 유체의 양이 최소로 된다. 따라서, 유체의 성질이 변경되는 경우, 예를 들어 상이한 색상의 페인트와 같은 상이한 유체가 연속적으로 스프레이되는 경우, 마지막으로 스프레이된 유체가 이전에 스프레이된 유체의 잔류물에 의해 오염될 위험이 제한적으로 된다.

사용되지 않는 때에, 스크레이퍼는 보통의 경우 스크레이퍼 저장 체적을 한정하는 강성의 인벨롭에 의해 형성되는 유체 순환 시스템의 전용 부분 내에 보관된다. 스크레이퍼가 사용되는 때에는, 추전 유체가 내부로 주입되는 회로의 부분 안으로 상기 스크레이퍼가 전용의 액츄에이터에 의해 밀어진다. 그러면 스크레이퍼에 대한 유체의 작용으로 인하여 스크레이퍼가 상기 회로 안으로 구동되고, 이에 따라 스크레이퍼가 회로 내부를 순환하여서 스크레이퍼 전방에 있는 회로 벽들 상의 유체 잔류물을 밀어낸다.

그러나, 이와 같은 액츄에이터의 존재는 인벨롭 내부의 국지적 취약성을 발생시키는데, 이는 인벨롭 외부에 위치한 액츄에이터가 스크레이퍼를 밀기 위하여 인벨롭을 통과하여야 하기 때문이다. 따라서 인벨롭은 상기 액츄에이터의 통과를 위한 적어도 하나의 개구를 구비하고, 이것은 상기 액츄에이터가 마모되거나 충격을 받거나, 또는 상기 회로 내에 과압이 누적되는 경우에 누설 위험을 발생시킨다.

따라서, 상기 회로 내에 존재하는 잔류물에 의한 유체의 오염 억제를 유지하면서도 종래 기술의 시스템에 비하여 누설 위험이 적은 유체 스프레이 설비가 필요하다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 의하여 제안되는 유체 스프레이 설비는, 유체 순환 도관, 상기 유체 순환 도관 내에서 유동할 수 있는 스크레이퍼(scraper), 및 스크레이퍼의 저장 위치에서 스크레이퍼를 수용하기 위한 저장 체적을 한정하는 인벨롭(envelope)을 포함한다. 상기 스크레이퍼는, 스크레이퍼가 상기 도관을 통해 유동함에 따라서 상기 도관 내에서 스크레이퍼의 앞에 존재하는 유체를 밀도록 구성되고, 상기 저장 체적은 상기 도관과 유체 소통되되 상기 스크레이퍼가 저장 체적과 도관 사이에서 유동함을 허용하도록 구성된다. 상기 스크레이퍼는 제1 자석을 포함하고, 상기 하우징은 상기 스크레이퍼를 상기 저장 체적으로부터 상기 도관으로 이동시키는 경향이 있는 제1 힘을 제1 자석에 가하도록 구성된 제2 자석을 포함한다.

특정 실시예에 따르면, 상기 설비는 다음과 같은 특징들 중 적어도 하나, 또는 이 특징들의 기술적으로 가능한 조합을 포함한다.

- 제1 자석은 영구 자석이다.

- 제2 자석은 영구 자석이다.

- 제2 자석은 전자석이다.

- 상기 제2 자석은, 제2 자석에 제1 방향의 전류가 공급되는 때에 제1 힘을 가할 수 있고, 제2 자석에 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류가 공급되는 때에 상기 스크레이퍼를 저장 체적 내에 유지시키는 경향이 있는, 특히 상기 스크레이퍼를 제2 자석에 가깝게 이동시키는 경향이 있는 제2 힘을 가할 수 있다.

- 상기 인벨롭에는, 상기 스크레이퍼가 저장 체적으로부터 도관으로 순환하는 때에 상기 스크레이퍼가 지나가도록 의도된 개구가 형성되고, 상기 스크레이퍼는 스크레이퍼가 저장 체적 내에 수용되는 때에 개구와 제2 자석 사이에 개재되며, 특히 상기 제1 힘은 상기 제1 자석을 상기 제2 자석으로부터 멀리 이동시키는 경향이 있는 힘이다.

- 상기 제2 자석은 인벨롭의 외측 표면과 접촉한다.

- 상기 인벨롭에는 상기 저장 체적을 상기 도관에 연결시키는 제1 개구와 상기 저장 체적으로 이어지는 제2 개구가 형성되고, 상기 저장 체적은 상기 두 개의 개구들 사이에 개재되며, 상기 유체 스프레이 설비는 상기 제2 개구를 통하여 인벨롭 안으로 유체를 주입시키기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 제2 자석은 인벨롭의 내부 체적 내에 수용되며, 상기 저장 체적과 제2 개구 사이에 개재되고, 상기 인벨롭에는, 상기 스크레이퍼가 저장 위치에 있는 때에 상기 주입된 유체를 제2 개구로부터 제1 개구로 전달하도록 구성된 적어도 하나의 통로가 더 형성된다.

- 상기 제2 자석은, 상기 스크레이퍼가 저장 위치에 있는 때에, 1.5 뉴튼(newton) 내지 5 뉴튼 사이의 힘을 제1 자석에 가하도록 구성된다.

- 상기 유체 스프레이 설비는 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 액츄에이터는 핀을 이동시키되, 상기 핀이 스크레이퍼가 저장 위치로부터 도관으로 이동함을 막는 제1 위치와, 상기 핀이 스크레이퍼가 저장 위치로부터 도관으로 이동함을 허용하는 제2 위치 사이에서 이동시킨다.

아래에서 하기 첨부 도면들을 참조로 하여 제공되는 비제한적인 실시예에 관한 상세한 설명에 의하여 본 발명의 특징 및 장점들이 보다 명확히 이해될 것이다.
도 1 에는 유체 순환 도관, 스크레이퍼, 및 스크레이퍼 저장 체적을 포함하는 유체 스프레이 설비의 제1 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.
도 2 에는 상기 스크레이퍼의 단면의 부분 개략도가 도시되어 있다.
도 3 에는 스크레이퍼 저장 체적 및 이 저장 체적을 한정하는 인벨롭의 단면의 부분 개략도가 도시되어 있다.
도 4 에는 유체 스프레이 설비의 다른 실시예의 저장 체적 및 인벨롭의 단면도가 도시되어 있다.
도 5 에는 도 4 의 설비의 일 실시예의 단면도가 도시되어 있다.

도 1 에는 유체 스프레이 설비(10)의 제1 실시예가 도시되어 있다.

상기 유체 스프레이 설비(10)는 제1 유체(F)를 스프레이하도록 구성된다.

유체 스프레이 설비(10)는 예를 들어, 색상 교체 유닛(11), 펌프(12), 예를 들어 페인트 건(paint gun) 또는 스프레이어(sprayer)와 같은 제1 유체(F)를 스프레이하기 위한 장치(13)를 포함한다.

유체 스프레이 설비(10)는 유체 순환 도관(15), 스크레이퍼(20), 적어도 하나의 인젝터(21), 및 인벨롭(24)을 더 포함한다.

색상 교체 유닛(11), 펌프(12), 유체 순환 도관(15), 인벨롭(24), 및 투사 부재(projection member)(13)는 함께 제1 유체(F)를 순환시키기 위한 회로를 형성한다. 상기 회로는 특히, 색상 교체 유닛(11)로부터 투사 부재(13)로 제1 유체(F)를 전달하기에 적합하다.

제1 유체(F)는 예를 들어 페인트 또는 다른 코팅 재료와 같은 액체이다.

일 실시예에 따르면, 제1 유체(F)는 한 세트의 전기적으로 도전가능한 입자들, 특히 알루미늄 입자들과 같은 금속 입자들을 포함한다.

구체적으로, 색상 교체 유닛(11)은 펌프(12)에 제1 유체(F)를 공급하도록 구성된다. 특히, 색상 교체 유닛(11)은 펌프(12)에 복수의 제1 유체(F)들을 공급하고, 펌프(12)에 공급되는 유체를 하나의 제1 유체(F)로부터 다른 제1 유체(F)로 전환하도록 구성된다.

특히, 색상 교체 유닛(11)가 펌프(12)에 공급하기에 적합한 제1 유체(F)들 각각은, 예를 들어 다른 제1 유체(F)들의 색상과 상이한 색상을 가진 페인트이다.

펌프(12)는 색상 교체 유닛(11)으로부터 수용된 제1 유체(F)의 유동을 유체 순환 도관(15)으로 주입시키기에 적합하다. 예를 들어, 펌프(12)는 밸브(14)에 의하여 유체 순환 도관(15)에 연결된다. 특히, 펌프(12)는 인벨롭(24)을 통하여 유체 순환 도관(15)에 연결된다.

상기 펌프(12)는 예를 들어 기어 펌프(gear pump)이다.

투사 부재(13)는 제1 유체(F)를 수용하고 제1 유체(F)를 투사하도록 구성된다.

예를 들어, 투사 부재(13)는 밸브(22) 및 스프레이 헤드(23)를 포함한다. 투사 부재(13)는, 예를 들어 제1 유체(F)가 투사될 대상물을 향하여 투사 부재(13)를 지향시킬 수 있는 가동 아암(movable arm) 상에 장착된다.

밸브(22)는 스프레이 헤드(23)에 유체 순환 도관(15)을 연결시키도록, 그리고 제1 유체(F)가 유체 순환 도관(15)으로부터 스프레이 헤드(23)으로 통과함을 허용하는 개방 구성형태와 그러한 통과를 방지하는 폐쇄 구성형태 간으로 전환시키도록 구성된다.

스프레이 헤드(23)는 밸브(22)로부터 수용된 제1 유체(F)를 스프레이하도록 구성된다.

유체 순환 도관(15)은 밸브(14)로부터 수용된 제1 유체(F)를 투사 부재(13)으로 전달하도록 구성된다.

유체 순환 도관(15)은 원통형이다. 예를 들어, 유체 순환 도관(15)은 제1 축(A1)을 따라서 연장되고 원형 단면을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 유체 순환 도관(15)은 직선형이다. 대안적으로, 유체 순환 도관(15)은 곡선형 도관인데, 이 경우 제1 축(A1)은 유체 순환 도관(15)의 임의의 지점에서 국부적으로 유체 순환 도관(15)이 원형인 단면에서의 평면에 대해 직각인 것으로 정의된다.

유체 순환 도관(15)은 도 2 에 도시된 내측 표면(25)을 구비하는바, 여기에는 제1 축(A1)에 대해 평면인 유체 순환 도관(15)의 구멍이 형성된다.

또한 유체 순환 도관(15)은 도 3 에 도시된 바와 같은 외측 표면(27)을 구비한다.

유체 순환 도관(15)에 있어서는 상류 및 하류가 정의된다. 상류 및 하류는, 제1 유체(F)가 투사되는 경우에 있어서 제1 유체(F)가 유체 순환 도관(15)을 통해 상류측으로부터 하류측으로 유동함을 기준으로 정의된다.

예를 들어, 펌프는 유체 순환 도관(15)의 상류측 단부(15A)에서 제1 유체(F)를 주입하도록 구성되고, 유체 순환 도관(15)의 하류측 단부(15B)는 스프레이어에 연결되되, 제1 유체(F)가 상류측으로부터 하류측으로 상기 펌프로부터 스프레이어로 유동함을 허용하도록 연결된다. 이것은 도 1 에서 화살표(26)로 도시되어 있다.

도 1 에 도시된 실시예에서, 유체 순환 도관(15)은 제1 부분(28) 및 제2 부분(29)을 포함한다.

유체 순환 도관(15)은 50 센티미터 이상, 예를 들어 1 미터 이상의 길이를 갖는다. 일 실시예에서, 제1 부분(28) 및 제2 부분(29) 각각은 1 미터 이상의 길이를 갖는다.

제1 부분(28)은 제2 부분(29)의 상류측에 위치한다.

제1 부분(28)은 예를 들어 투사 부재(13)의 움직임을 따르도록 변형되게끔 구성된다.

제2 부분(29)은 예를 들어 투사 부재(13) 내에 수용되고, 투사 부재(13)와 함께 움직일 수 있다.

제2 부분(29)은 예를 들어 나선 형상을 갖는다.

유체 순환 도관(15)에는 내측 직경(Di)이 정의된다. 내측 직경(Di)은 내측 표면(25) 상의 직경방향으로 대향된 두 개의 지점들 사이에서 제1 축(A1)에 대해 직각인 평면에서 측정된다.

내측 직경(Di)은 예를 들어 3.8 내지 6.2 mm 사이이다. 유체 순환 도관(15)의 내측 직경(Di)은 다를 수 있다는 점에 유의해야 한다.

유체 순환 도관(15)은 예를 들어 금속 재료로 만들어진다. 대안적으로, 유체 순환 도관(15)은 폴리머 재료로 만들어진다.

스크레이퍼(20)는 유체 순환 도관(15)을 통해 이동함에 따라서 그 앞에 있는 내측 표면(25) 상의 제1 유체(F)를 밀기 위하여 유체 순환 도관(15)를 통해 유동하도록 구성된다. 구체적으로, 스크레이퍼(20)는 내측 표면(25)를 청소하도록, 즉 스크레이퍼(20)의 통과 이전에 내측 표면(25)을 덮고 있는 제1 유체(F)의 양보다 적은 양의 제1 유체(F)가 스크레이퍼(20) 통과 이후에 내측 표면(25)를 덮고 있도록, 예를 들어 스크레이퍼(20)가 내부에서 순환하는 유체 순환 도관(15)의 부분들의 내측 표면(25)을 덮고 있는 제1 유체(F) 모두를 제거하도록 구성된다.

위에서 "그 앞에 있는 ~ 밀기"라는 표현은 유체 순환 도관(15) 내에서 일 방향으로 이동하는 스크레이퍼(20)가, 스크레이퍼(20)가 이동하면서 향하는 유체 순환 도관(15)의 부분 내에 수용된 제1 유체(F)를 그 방향으로 이동시킴을 의미한다. 예를 들어, 상류측으로부터 하류측으로 이동하는 스크레이퍼(20)는 스크레이퍼(20)의 하류측에 위치한 제1 유체(F)를 하류방향으로 이동시킨다.

스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)을 따라서 연장된다.

스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)에 대해 직각인 평면에서 원형 단면을 갖는 적어도 하나의 부분을 포함한다.

도 2 에 도시된 예에서, 스크레이퍼(20)는 실질적으로 원통형이고, 제2 축(A2)을 중심으로 회전대칭 형태이다.

스크레이퍼(20)는 스크레이퍼(20)가 유체 순환 도관(15)의 구멍 내에 수용된 때에 유체 순환 도관(15) 내에서 순환하도록 의도되며, 이 때 도 2 에 도시된 바와 같이 제1 축(A1)이 제2 축(A2)과 일치한다.

스크레이퍼(20)는 외측 직경(De)을 갖는다. 외측 직경(De)은, 제2 축(A2)에 대해 직각인 평면에서 최대 외측 직경을 갖는 스크레이퍼(20)의 부분의 외측 직경이다.

상기 외측 직경은, 예를 들어 유체 순환 도관(15)의 내측 직경(Di)과 같다. 대안적으로, 상기 외측 직경(De)은 유체 순환 도관(15)의 내경보다 조금 작다.

스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)을 따라서 스크레이퍼(20)를 한정하는 두 개의 단부면(30)을 구비한다. 상기 두 개의 단부면(30)들 사이에서 제2 축(A2)을 따라서 측정된 스크레이퍼(20)의 길이는, 예를 들어 유체 순환 도관(15)의 내측 직경(Di)과 내측 직경(Di) 2배 사이이다.

또한 스크레이퍼(20)는 제2 축(A2)에 대해 직각인 평면에서 스크레이퍼(20)를 한정하는 측면(35)을 구비한다. 스크레이퍼(20)가 실질적으로 원통형인 경우, 상기 외측 직경은 측면(35) 상의 직경방향으로 대향된 지점들 사이에서 측정된다.

스크레이퍼(20)는 예를 들어 챔버(45)를 한정하는 외피(40)를 포함한다. 이 경우, 상기 단부면(30)들 및 측면(35)은 외피(40)의 외부 면들이다. 구체적으로, 외피(40)는 제2 축(A2)을 따라서 외피(40)의 외부로부터 챔버(45)를 분리시키는 두 개의 단부 벽(46)을 포함한다. 이 경우, 단부면(30)들은 단부 벽(46)의 면들이다.

상기 단부 벽(46)들은 예를 들어 제2 축(A2)에 대해 직각인 편평한 벽들이다.

상기 외피(40)는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone; PEEK), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene; POM), 또는 폴리아미드로 만들어진다.

대안적으로, 스크레이퍼(20)는 중실(solid)의 형태를 가질 수 있는바, 이 경우에는 외피(40)에 의해서 한정되는 챔버(45)가 없다. 이 때, 스크레이퍼(20)는 엘라스토머, 특히 용제 저항성 퍼플루오로엘라스토머(solvent resistant perfluoroelastomer)와 같이 우수한 탄성 특성을 갖는 재료로 만들어진다.

스크레이퍼(20)는 자석(50)을 포함한다.

자석(50)은 스크레이퍼(20)와 일체를 이룬다. 예를 들어 자석(50)은 챔버(45) 내에 수용된다.

상기 자석(50)은 예를 들어 네오디뮴 자석과 같은 영구 자석이다.

그러나, 자석(50)이 전자석인 실시예도 가능하다.

자석(50)은 북극(N1) 및 남극(S1)을 갖는다. 자석(50)의 북극(N1) 및 남극(S1)은 예를 들어 제2 축(A2)을 따라서 정렬된다.

도 2 및 도 3 에는 각 자석의 북극 및 남극이 각각 자석의 수직 스트라이프 절반부와 대각 스트라이프 절반부(diagonally striped half)로 개략적으로 표시되어 있다.

구체적으로, 자석(50)은 1 뉴튼(N) 이상, 예를 들어 1.5 N 내지 5 N 사이의 자력을 가할 수 있는 것이다.

인젝터(21)는 제2 유체를 회로, 특히 유체 순환 도관(15) 안으로 주입하도록 구성된다. 예를 들어, 인젝터(21)는 유체 순환 도관(15) 안에 인젝터(21)에 의해 제어될 수 있는 유량을 가진 제2 유체의 흐름을 주입하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 인젝터는 인벨롭(24)을 거쳐서 유체 순환 도관(15) 안에 제2 유체를 주입하도록 구성된다. 다시 말하면, 인벨롭(24)은 인젝터(21)로부터 제2 유체를 수용하고, 수용된 제2 유체를 유체 순환 도관(15)으로, 특히 상류측 단부(15A)로 전달하도록 구성된다.

도 1 에 도시된 예에서, 인젝터(21)는 밸브(47)를 거쳐서 인벨롭(24)에 연결된다.

상기 제2 유체는, 예를 들어 스프레이될 제1 유체(F)와 별도의 유체이다. 예를 들어 제2 유체는 종종 "청소용 유체"로 호칭되는 액체이다. 상기 액체는, 구체적으로 제1 유체(F)를 분해 또는 희석시키기에 적합한 용제이다. 예를 들어, 제1 유체(F)가 물 기반의 페인트라면, 상기 액체는 물이다. 사용되는 용제의 유형은 특히 제1 유체(F)의 성질에 따라서 달라질 수 있다는 점에 유의한다.

용제가 아닌 다른 액체도 제2 유체로서 사용될 수 있다는 점에 유의한다.

대안적으로, 제2 유체는 유체 순환 도관(15) 내에 존재하는 제1 유체(F) 이후에 스프레이되도록 의도되는 제1 유체(F)인바, 예를 들어 유체 순환 도관(15) 내에 존재하는 제1 유체(F)와 상이한 색상을 가진 제1 유체(F)이다. 다른 실시예에서, 제2 유체는 압축 공기와 같은 기체일 수 있다.

유체 스프레이 설비(10) 내에서는 많은 다양한 유형의 인젝터(21)가 사용될 수 있는바, 이것은 주입될 제2 유체에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 인젝터(21)는 기체 유동을 발생시키기에 적합한 압축기 또는 기어 펌프일 수 있다.

위에서는 인젝터(21)가 펌프(12)와 별도의 장치로서 설명되었으나, 인젝터(21)의 역할은 펌프(12)에 의하여 수행될 수 있다는 점에 유의해야 하는데, 예를 들어 색상 교체 유닛(11)이 제2 유체의 저장부를 포함하고 펌프(12)가 인벨롭(24)을 거쳐서 유체 순환 도관(15) 안으로 제2 유체를 주입할 수 있다.

상기 인벨롭(24)은 "스테이션"이라고 호칭되기도 하는바, 이것은 아래에서 "스크레이퍼(20)의 저장 체적"이라고 호칭되는 내부 체적(60) 한정한다.

예를 들어, 유체 스프레이 설비(10)는 두 개의 인벨롭(24)을 포함할 수 있고, 이들 각각은 유체 순환 도관(15)의 상류측(15A)과 하류측(15B)에 배치된다.

상기 인벨롭(24)은 예를 들어 플라스틱 재료로 만들어지는바, 구체적으로는 폴리옥시메틸렌으로 만들어진다. 대안적으로는, 인벨롭(24)이 비자성의 금속 재료, 특히 스테인리스 스틸 303 과 같은 스테인리스 스틸로 만들어진다.

각각의 인벨롭(24)은 예를 들어 저장 체적(60)을 한정하는 중공 블록(65)을 포함한다. 블록(65)은 예를 들어 단일체이다.

대안적으로, 블록(65)은 서로 부착되는 다수의 부품들로 이루어진 하우징에 의해 대체될 수 있다. 다른 실시예에서는, 블록(65)이 저장 체적을 한정하는 유체 순환 도관(15)의 부분에 의해 대체된다.

블록(65) 또는 하우징은 다수의 상이한 재료로 만들어질 수 있다는 점에 유의한다.

인벨롭(24)은 자석(70), 그리고 선택적으로는 액츄에이터(75)를 더 포함한다.

"저장 체적"(60)은, 스크레이퍼(20)가 유체 순환 도관(15) 내에서 순환하지 않는 때에 스크레이퍼(20)를 수용하도록 제공되는 체적이다.특히, 유체 스프레이 설비(10)는 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60) 내에 수용되는 저장 위치에 스크레이퍼(20)를 유지하기 위한 수단을 포함한다.

저장 체적(60)은, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 스크레이퍼(20)가 제1 유체(F)를 유체 순환 도관(15)의 상류측 단부(15A)로부터 하류측 단부(15B)로 유동함을 허용하도록 구성된다.

저장 체적(60)은 예를 들어 원통형이고, 제4 축(A4)을 따라서 연장된다. 그러나 저장 체적(60)의 형상은 달리 정해질 수 있다.

특히, 저장 체적(60)은, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 제1 유체(F)가 스크레이퍼(20) 주위로 유동함을 허용하도록 제공된다. 예를 들어, 저장 체적(60)은 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 스크레이퍼(20)의 외측 직경보다 약간 큰 직경을 갖는다.

대안적으로는, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에, 스크레이퍼(20)는 상류측 단부(15A)를 인젝터(21)에 연결하는 유체 경로 외부에 배치된다.

저장 체적(60)은 유체 순환 도관(15)과 유체 소통된다. 다시 말하면, 저장 체적(60)은 제1 유체(F)가 저장 체적으로부터 유체 순환 도관(15)으로 그리고 그 역으로 유동함을 허용하도록 구성된다.

예를 들어, 저장 체적(60)은 유체 순환 도관(15) 안으로 개방되는바, 특히 인벨롭(24) 에 있는 개구(80)를 거쳐서 상류측 단부(15A) 또는 하류측 단부(15B) 안으로 개방된다.

또한, 저장 체적(60)은, 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60)과 유체 순환 도관(15) 사이에서 순환함을 허용하도록 구성된다. 특히, 개구(80)는 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60)으로부터 유체 순환 도관(15)으로 그리고 그 역으로 순환하고 있는 때에 스크레이퍼(20)에 의해 통과되도록 의도된다. 이 경우, 개구(80)는 저장 체적(80)을 상류측 단부(15A)에 연결한다. 구체적으로, 개구(80)는 스크레이퍼(20)의 외측 직경(De) 이상인 직경을 갖는다.

도 3 에 도시된 예에서, 제4 축(A4)은 제1 축(A1)과 일치한다. 이 영우, 개구(80)는 제4 축(A4)을 따라서 저장 체적(60)을 한정한다.

도 1 에 도시된 예에서, 인젝터(21)는 예를 들어 인벨롭(24)의 측벽, 즉 제4 축(A4)에 대해 직각인 평면에서 저장 체적(60)을 한정하는 벽에 제공된 개구(82)를 통하여 제2 유체를 주입하도록 구성된다.

그러나, 생각가능한 변형예의 경우, 인젝터(21)는 인벨롭(24)의 길이방향 벽, 즉 제4 축(A4)을 따라서 저장 체적(60)을 한정하는 벽에 제공되는 개구(82)를 통해 제2 유체를 주입하도록 구성된다. 예를 들어, 저장 체적(60)은 제1 축(A1)을 따라서 그리고/또는 제4 축(A4)을 따라 개구(80)와 개구(82) 사이에 개재된다.

도 3 에는 하나의 개구(82)만이 도시되어 있으나, 개구(82)의 갯수는 다르게 될 수 있다는 점에 유의한다.

자석(70)은 예를 들어 영구 자석이다. 예를 들어 자석(70)은 네오디뮴 자석이다.

자석(70)은 예를 들어 인벨롭(24)의 외부면(85)과 접촉한다. 특히, 외부면(85)은 제4 축(A4)을 따라서, 특히 개구(80) 반대측에서 상기 인벨롭을 한정하는 블록(65)의 면이다.

대안적으로는, 자석(70)이 블록(65) 내에 통합되되, 자석(70)이 인벨롭(24)의 외부면(85)과 저장 체적(60) 사이에 적어도 부분적으로 개재되거나, 또는 자석(70)이 저장 체적(60) 내에 수용되면서 외부면(85)과 저장 체적(60)에 의해 제4 축(A4)을 따라서 한정되는 블록(65)의 부분에 안착되도록 통합된다.

스크레이퍼(20)는, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 개구(80)와 자석(70) 사이에 개재된다.

자석(70)은 북극(N2)과 남극(S2)을 구비한다.

자석(70)은 자석(50)에 제1 힘을 가하도록 구성되는바, 이것은 스크레이퍼(20)를 저장 체적(60)으로부터 유체 순환 도관(15)으로 이동시키는 경향을 갖는다. 예를 들어, 제1힘은 스크레이퍼(20)를 개구(80)를 통하여 저장 체적(60)으로부터 유체 순환 도관(15)으로 이동시키는 경향을 갖는 힘이다.

특히, 제1 힘은 자석(50)을 자석(70)으로부터 멀리 이동시키는 경향을 갖는 힘이다.

예를 들어, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 자석(70)의 북극(N2)은 스크레이퍼(20)를 향하고, 이 때 북극(N1)은 자석(70)을 향한다. 다시 말하면, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 북극들(N1, N2)은 제4 축(A4)을 따라서 남극들(S1, S2) 사이에 개재된다.

이 경우, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에, 북극(N2)은 예를 들어 자석(70)의 남극(S2)과 스크레이퍼(20) 사이에 개재되고, 북극(N1)은 남극(S1)과 자석(70) 사이에 개재된다.

일 실시예에서, 자석(50)의 북극(N1)과 남극(S1)은 공간적으로 교체되고, 이것은 자석(70)의 북극(N2) 및 남극(S2)의 경우에도 그러하다.

특히, 자석(70)은 자석(50)에 의하여 발생되는 자력 이상의 자력을 발생시킬 수 있다. 구체적으로, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 자석(70)은 자석(50)에 대하여 1N 이상, 특히 1.5 N 내지 5 N 사이의 힘을 가하도록 구성된다.

스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 자석(50)과 자석(70) 사이의 거리는 1 mm 내지 5 mm 사이이다.

예를 들어, 제4 축(A4)을 따라서 저장 체적(60) 및 외부면(85)에 의하여 한정되는 인벨롭(24)의 격벽은 0 mm 내지 5 mm 사이의 두께를 가지며, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 스크레이퍼(20)는 이 격벽에 대해 지탱된다.

액츄에이터(75)는, 스크레이퍼(20)를 저장 위치에 유지시키려는 경향을 가진 제2 힘을 스크레이퍼(20)에 가하도록 구성된다.

예를 들어, 액츄에이터(75)는 핀(90)을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키도록 구성된다.

예를 들어 액츄에이터(75)는 유압 실린더, 공압 실린더, 또는 전기 모터이다.

핀(90)은 저장 체적(60)에 대한 인벨롭(24)의 외부로부터 인벨롭(24)을 통해서 통로 내에 수용된다.

핀(90)이 제1 위치에 있는 때에, 핀(90)은 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60)으로부터 유체 순환 도관(15)로 이동함을 막는다. 예를 들어, 핀(90)이 제1 위치에 있는 때에 핀(90)은 개구(80)를 부분적으로 폐쇄하도록 인벨롭(24)의 내측면으로부터 돌출된다.

핀(90)이 제2 위치에 있는 때에, 핀(90)은 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60)으로부터 유체 순환 도관(15)으로 통과함을 허용한다. 예를 들어, 핀(90)은 인벨롭(24) 내에 있는 공동 안에 수용되어서, 핀(90)이 인벨롭(24)의 상기 내측면으로부터 돌출되지 않게 된다.

아래에서는 유체 순환 도관(15)의 내측 표면(25)을 청소하기 위한 제1 예에 대해 상세히 설명한다.

초기 단계에서는, 제1 유체(F)가 유체 순환 도관(15) 의 구멍 내에 존재한다. 예를 들어, 제1 유체(F)는 유체 순환 도관(15)의 내측 표면을 부분적으로 덮는다.

초기에, 스크레이퍼(20)는 저장 위치에 있다. 특히, 핀(90)이 제1 위치에 있다. 따라서, 자석(70)이 스크레이퍼(20)에 대해 제1 힘을 가하지만, 그에 의한 이동은 액츄에이터(75)에 의해서 핀(90)을 거쳐 스크레이퍼(20)에 가해지는 제2 힘에 의해 방지된다.

또한, 제1 유체(F)가 유체 순환 도관(15) 안에 주입되어서, 제1 유체(F)가 투사 부재(13)에 의하여 스프레이되는 하류측 단부(15B)에 도달한다. 구체적으로, 제1 유체(F)는 저장 체적(60) 안으로 주입되고, 개구(80)를 통과하여 유체 순환 도관(15)의 상류측 단부(15A)에 도달한다.

주입 단계에서, 스크레이퍼(20)는 저장 위치로부터 유체 순환 도관(15)로 이동된다. 예를 들어, 액츄에이터(75)가 핀(90)을 제2 위치로 이동시키고, 자석(70)에 의해서 자석(50)에 가해지는 제1 힘이 스크레이퍼(20)를 저장 위치로부터 유체 순환 도관(15)의 상류측 단부(15A)으로 이동시킨다.

순환 단계에서는, 스크레이퍼(20)가 유체 순환 도관(15) 내에서 순환한다. 특히, 스크레이퍼(20)는 유체 순환 도관(15)의 일 단부(15A, 15B)에서 삽입되고, 유체 순환 도관(15)의 타 단부(15A, 15B)로 추진되는바, 이것은 스크레이퍼(20)의 상류측에서 유체 순환 도관(15) 안으로 주입되는 제2 유체의 유동에 의하여 이루어지며, 예를 들어 제2 유체의 유동은 저장 체적(60) 안으로 주입되고 개구(80)를 통과한다.

제2 유체는 단부면(30)들 중 하나에 대해 제3 힘을 가하며, 이것은 유체 순환 도관(15) 내의 상기 스크레이퍼를 제1 축(A1)을 따라 추진시키는 경향을 갖는다.

순환 단계(20)에서, 제1 축(A1) 및 제2 축(A2)은 통합된다.

제2 유체 유동의 작용 하에서, 스크레이퍼(20)는 15 내에서 순환한다. 예를 들어, 제2 유체의 유동이 유체 순환 도관(15)의 상류측 단부(15A) 안으로 주입되는 때에, 스크레이퍼(20)는 상류측으로부터 하류측으로 유동한다. 스크레이퍼(20)의 유동의 방향은 변경될 수 있다는 점에 유의해야 하는바, 예를 들어 제2 유체의 유동이 유체 순환 도관(15)의 하류측 단부(15B) 안으로 주입되는 경우에 그러하다.

순환 동안에, 스크레이퍼(20)는 유체 순환 도관(15) 내에 존재하는 제1 유체(F)를 앞으로 밀고, 따라서 제1 유체(F)의 회수를 가능하게 한다. 예를 들어, 유체 순환 도관(15)의 하류측 단부(15B) 안으로 개방된 제1 유체(F)의 회수를 위한 밸브는 스크레이퍼(20)에 의하여 앞으로 밀어지는 제1 유체(F)의 배출을 가능하게 한다. 대안적으로, 제1 유체(F)는 투사 부재(13)의 밸브(22)를 통하여 순환 도관으로 부터 배출된다.

따라서, 스크레이퍼가 유체 순환 도관(15)의 내측 표면(25) 상에 존재하는 제1 유체(F)를 앞으로 밀어냄에 따라서 유체 순환 도관(15)의 내측 표면(25)이 청소된다.

저장 단계 동안에는 스크레이퍼(20)가 저장 위치로 복귀되는바, 이것은 예를 들어 하류측 단부(15B)에서 주입되어 스크레이퍼(20)를 상류측 단부(15A)를 향해서 그리고 저장 위치를 향하여 이동시키는 경향이 있는 제4 힘을 스크레이퍼(20)에 대해 가하는 제2 유체의 유동의 작용 하에서 이루어진다. 그 다음, 스크레이퍼(20)는 액츄에이터(75)에 의하여 제2 위치로부터 제1 위치로 움직여지는 핀(90)의 작용에 의하여 저장 위치에 잠겨진다.

자석(70)에 의하여, 스크레이퍼(20)는 종래 기술의 설비에서와 같이 인벨롭(24)에 개구를 뚫을 필요없이 저장 위치로부터 유체 순환 도관(15)로 효율적으로 이동될 수 있다. 인벨롭(24)에 형성되는 개구의 갯수가 감소되며, 이에 따라 누설 위험이 저감된다.

영구 자석(70)은 시스템(10)의 사용을 매우 용이하게 만든다. 자석들(50, 70)의 동일한 극성이 서로 가깝게 배치됨으로 인한 반발력을 이용함으로써 시스템의 사용이 매우 간편하게 된다.

저장 위치에서, 스크레이퍼(20)는 개구(80)와 자석(70) 사이에 개재되며, 상기 시스템의 작동은 특히 간편하다.

자석(70)이 인벨롭(24)의 외측 표면과 접척하는 때에, 시스템(10)의 구현 및 작동이 특히 간편하게 된다.

액츄에이터(75) 및 핀(90)으로 인하여 스크레이퍼(20)가 저장 위치 내의 제 위치에 쉽게 유지될 수 있다.

아래에서는 제2 실시예의 설비(10)에 대해 설명한다.

제1 실시예와 동일한 구성요소들에 대해서는 재차 설명하지 않으며, 상이한 사항들을 중심으로 설명한다.

자석(70)은 전자석이다. 구체적으로, 자석(70)은 제4 축(A4)을 따라서 자기장을 발생시키도록 구성된다.

예를 들어, 자석(70)은 제4 축(A4)과 일치 또는 평행한 축 주위에 권취된 전기 도전체에 의해 형성되는 코일을 포함한다.

자석(70)은 스크레이퍼(20)에 대해 제1 힘 및 제2 힘을 가하도록 구성된다.

또한 설비(10)는 자석(70)이 제1 힘 및/또는 제2 힘을 발생시키게 하기에 적합한 전류를 자석(70)에 공급하기 위한 전력 공급부를 포함한다.

예를 들어, 전력 공급부는 자석(70)에 제1 방향의 흐름을 가진 제1 전류와 제2 방향의 흐름을 가진 제2 전류를 공급하도록 구성된다. 상기 두 가지 방향은 서로 반대이다.

예를 들어, 상기 두 가지 전류는 각각 특정의 강도를 가진 전류인데, 제1 전류의 강도는 제2 전류의 강도와 반대의 부호를 갖는다. 구체적으로, 각 전류는 자석(70), 특히 자석(70) 내의 코일에 전류가 흐르는 때에 대응되는 전류 강도(current intensity)를 갖는 것으로 정의된다.

상기 강도들은 예를 들어 절대값이 동일한 것이다. 대안적으로는 상기 절대값이 서로 상이할 수 있다.

자석(70)에 제1 전류가 공급되는 때에, 전자석은 제1 힘을 가한다.

자석(70)에 제2 전류가 공급되는 때에, 전자석은 제2 힘을 가한다. 제2 힘은 자석(70)과 자석(50)을 서로 가깝게 당기는 힘이다.

또한 시스템(10)은 액츄에이터(75) 및 핀(90)을 구비하지 않는다.

아래에서는 제2 실시예의 설비(10)에 의해 구현되는 청소 방법의 제2 실시예에 대해 설명한다. 제1 실시예의 방법와 동일한 사항에 대해서는 재차 설명하지 않으며, 상이한 사항을 중심으로 설명한다.

초기 단계 및 저장 단계에서, 전자석(70)에는 스크레이퍼(20)를 전자석(70))으로 당기는 제2 전류가 공급되는바, 이에 의하여 스크레이퍼(20)가 저장 위치로 이동되거나 저장 위치에 유지된다.

주입 단계 동안에, 전자석(70)에는 제1 전류가 공급되고, 따라서 유체 순환 도관(15)을 향하여 이동된다.

이것은 시스템(10)을 누설로부터 더욱더 보호하는바, 이는 핀(90)의 통과를 위하여 필요한 개구가 필요하지 않기 때문이다. 따라서 인벨롭(24)의 밀봉성이 더욱 향상된다.

아래에서는 제3 실시예의 설비(10)에 대해 설명한다. 제1 실시예의 설비(10)와 동일한 사항에 대해서는 재차 설명하지 않으며, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

제3 실시예는 도 4 에 도시되어 있다.

제3 실시예의 설비(10)에서, 자석(70)은 인벨롭(24) 내에 수용된다. 특히, 자석(70)은 저장 체적(60) 내에 수용된다.

예를 들어, 인벨롭(24)은 적어도 두 개의 분리된 블록, 즉 도 4 에서 65A 및 65B로 표시된 블록들을 포함하는데, 이들은 함께 인벨롭(24)의 내부 체적을 적어도 부분적으로 한정한다.

인벨롭(24)의 내부 체적은 여기에서 60A 으로 표시되는 저장 체적, "후방 체적"(60B)으로 호칭되고 자석(70)을 수용하는 체적(60B)을 포함한다.

블록(65A)은 저장 체적(60A) 및 개구(80)를 한정한다. 블록(65A)은 유체 순환 도관(15)과 블록(65B) 사이에 개재된다.

또한, 블록(65A)은 후방 체적(60B)을 부분적으로 한정한다. 특히, 블록(65A)은 적어도 제1 축(A1)을 따라서 후방 체적(60B)을 한정한다.

특히, 블록(65A)은 후방 체적(60B)와 저장 체적(60) 사이에서 연장되는 돌출부(95)를 구비하는데, 이것은 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 자석(70)이 제1 축(A1)을 따라서 스크레이퍼(20)를 향하여 이동함을 방지하기 위한 것이다. 예를 들어, 돌출부(95)는 저장 체적(60A)을 후방 체적(60B)으로부터 분리시킨다.

돌출부(95)는 예를 들어 0.5 mm 내지 4 mm 사이의 두께를 갖는다. 돌출부(95)의 두께는 제1 축(A1)을 따라서 측정된다.

블록(65B)은 적어도 부분적으로 후방 체적(60B)의 경계를 한정한다. 특히, 블록(65B)은 적어도 제1 축(A1)을 따라서 후방 체적(60B)를 한정한다.

또한 블록(65B)은 개구(82)를 한정한다.

저장 체적(60A)은 제1 축(A1)을 따라서 개구(80)와 후방 체적(60B) 사이에 개재된다.

개구(80)는 저장 체적(60A) 안으로 이어진다. 개구(80)는, 스크레이퍼(20)가 제1 축(A1)을 따라서 병진 움직임에 의하여 저장 체적(60A)으로부터 통공(80)을 통해서 유체 순환 도관(15)으로 이동함을 가능하게 하기 위하여 제1 축(A1)을 따라 연장된다.

후방 체적(60B)은 자석(70)을 수용한다. 예를 들어, 후방 체적(60B)은 저장 체적(60A)과 동축을 이룬다(coaxial).

구체적으로, 후방 체적(60B)은 제1 축(A1)을 중심으로 회전대칭적이다. 특히 후방 체적(60B)은 두 개의 원통형 단부 부분들과 중앙 부분을 갖는다.

각 단부 부분은, 예를 들어 저장 체적(60A)의 직경과 동일한 직경을 갖는다.

중앙 부분은 상기 두 개의 단부 부분들 사이에 개재된다. 중앙 부분은, 예를 들어 공통의 베이스를 가진 두 개의 정 원형 원추체(right circular cone)에 의해 한정된다. 상기 공통의 베이스는 상기 단부 부분들의 직경과 약간 큰 직경을 갖는다.

특히, 상기 공통 베이스는 블록(65A)과 블록(65B) 사이의 인터페이스(interface)에 배치되어서, 하나의 원추체가 블록(65A)에 의하여, 그리고 다른 원추체가 블록(65B)에 의해 경계지워진다.

후방 체적(60B)은 제1 축(A1)을 따라서 저장 부분(60A)과 개구(82) 사이에 개재된다.

개구(82)는 제5 축(A5)을 따라서 연장되는바, 특히 제5 축(A5)은 제1 축(A1)과 일치된다.

특히, 개구(82)는 원통형이다. 개구(82)는 예를 들어 2 mm 내지 10 mm 사이의 직경을 갖는다. 특히 상기 개구(82)의 직경은, 개구(80) 및/또는 유체 순환 도관(15)의 직경과 동일하다.

또한 인벨롭(24)의 내부 체적은, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 개구들(80, 82) 사이에 유체, 특히 제2 유체의 통과를 허용하도록 구성된다. 특히, 상기 내부 체적은 체적들(60A 및 60B)에 부가하여, 개구(82)와 개구(80) 사이에서 제6 축(A6)을 따라 연장되는 적어도 하나의 통로(100)를 포함한다.

예를 들어, 인벨롭(24)에는 개구(82)로부터 개구(80)까지 각각 연장되는 복수의 통로(100)들이 형성된다. 특히, 인벨롭(24)에는 세 개의 통로(100)가 형성된다.

선택적으로는 블록(65B)이 제5 축(A5)을 따라서 블록(65)의 외부를 향하여 연장되는 돌출부(105)를 구비하는데, 이 돌출부(105)는 개구(82) 내에 배치된다는 점에 유의한다. 돌출부(105)는 예를 들어 원추형이다.

구체적으로 돌출부(105)는 개구(82) 내에 담긴 유체의 양을 제한하고, 통로(100)들을 향한 유체의 유동을 보다 우수하게 지향시킨다.

각 통로(100)는 대응되는 제6 축(A6)을 따라서 연장된다. 제6 축(A6)은 예를 들어 제1 축(A1)에 대해 평행하다.

구체적으로 각각의 통로(100)는, 체적들(60A, 60B)로부터 반경방향으로 연장되는 보어홀(borehole) 또는 트렌치(trench)로 형성되고, 또한 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 유체가 통로(100)를 통하여 개구(82)로부터 개구(80)로 통과함을 허용하기 위하여 대응되는 제6 축(A6)을 따라 연장된다.

특히 보어홀로 만들어진 적어도 하나의 통로(100)는, 예를 들어 개구(82)를 개구(80) 또는 저장 체적(60A)으로 연장시키며 원통형이다.

각각의 보어홀의 직경은 예를 들어 개구(82)의 직경의 예를 들어 1/2 내지 3/4 사이이다. 구체적으로, 각 보어홀의 직경은 제5 축(A5)과 제6 축(A6) 사이의 간격의 2배 이상이다.

각각의 통로(100)는 체적들(60A, 60B)로부터 체적들(60A, 60B)의 제1 축(A1)에 대해 직각인 방향으로 연장되며, 상기 체적들(60A, 60B)과 소통된다.

각각의 통로(100)는, 예를 들어 제1 축(A1) 및 제5 축(A5)에 대해 직각인 평면에 한정되고, 통로(100)의 직경을 가지며 제5 축(A5)을 따라 연장되는 형상을 갖는바, 체적들(60A, 60B)의 직경을 갖는 원통에 의해 한정되고 제1 축(A1)에 중심을 가진 체적은 그로부터 제외된다.

따라서, 유체가 개구들(82, 80) 사이에서 유동함에 따라서, 유체는 적어도 스크레이퍼(20), 예를 들어 스크레이퍼(20)와 자석(70)을 지나서 통행하게 된다. 구체적으로, 유체는 스크레이퍼(20) 및/또는 자석(70)의 적어도 일부와 접촉하게 된다.

통로(100)는 다른 형상을 가진 것일 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 각 통로(100)는 다각형의 단면을 가진 것일 수 있다.

통로(100)들은 예를 들어 제1 축(A1) 주위에 각도 간격을 두고 배분되는바, 특히 도 1 에 도시된 바와 같이 등간격으로 배치된다. 예를 들어, 두 개의 연속적인 제6 축(A6)과 제1 축(A1)을 연결하는 세그먼트들 사이의 각도는, 고려되는 제6 축(A6) 쌍에 무관하게 120°이다.

따라서, 개구(82)를 통해 주입되는 유체는 통로(100)들을 통해서 자석(70) 및 스크레이퍼(20) 주위로 유동한다.

특히, 각각의 제6 축(A6)과 제1 축(A1) 사이의 거리는 모든 제6 축(A6)에 대해 동일하다.

통로(100)들로 인하여 유체는 주로 제1 축(A1)에 대해 평행한 방향으로 개구(80)와 개구(82) 사이에서 순환함이 가능하게 되고, 그 순환 움직임은 주로 직선으로 이루어지기 때문에 그 움직임 동안에 압력 손실이 적게 된다. 이것은, 시스템(10), 특히 저장 체적의 청소를 보다 용이하게 한다. 특히 인벨롭(24)의 내부 체적(60A, 60B, 100)에는 유체가 축적되고 효과적으로 청소되지 못하는 데드존(dead zone)이 없게 된다.

단일의 통로(100)가 존재하는 실시예 또는 3이 아닌 갯수의 통로(100)들이 존재하는 실시예도 가능하다는 것에 유의해야 할 것이다.

도 5 에 도시된 실시예에 따르면, 설비(10)는 저장 체적(60, 60A) 내의 스크레이퍼(20)의 존재 감지를 위한 센서(110)를 포함한다.

구체적으로, 센서(110)는 일 지점에서 자기장 값을 측정하고, 측정된 값에 기초하여 스크레이퍼(20)의 존재를 검출하도록 구성된다.

예를 들어, 센서(110)는 측정된 값을 문턱값과 비교하도록 구성되는바, 특히 측정된 값의 절대값을 문턱값과 비교하고 측정된 값 또는 그 절대값이 문턱값 이상인 때에 스크레이퍼(20)가 존재함 검출한다.

아래에서 명확히 이해되는 바와 같이, "자기장 값의 측정"은 자기장의 값(예를 들어 테슬라 단위)이 직접적으로 산출되지는 않더라도 자기장에 직접 관련된 파라미터를 측정함을 의미한다. 이와 같은 측정의 일 예는, 자기장에 따라서 전기 저항, 전류, 전압을 측정함이다.

센서(110)가 저장 체적(60, 60A) 내에 스크레이퍼(20)가 존재함을 검출하는 때에, 센서(110)는 예를 들어 설비(10)의 제어 모듈과 같은 다른 장치로 전기 신호를 보내거나, 또는 램프 또는 발광기에 전력을 공급하라는 신호를 보낸다.

구체적으로, 그 지점은 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 두 개의 자석들(50, 70) 사이에서 제4 축(A4)을 따라 개재되는 평면(P)에 속한다. 상기 평면(P)은 제4 축(A4)에 대해 직각이다.

일 실시예에 따르면, 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에, 두 개의 자석들(50, 70)은 제4 축(A4)을 따라서 서로로부터 오프셋되어 있다. 구체적으로, 상기 두 개의 자석들(50, 70)은 제4 축(A4)을 따른 병진 움직임에 의하여 서로 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치된다.

스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에, 제1 자석(50) 및 제2 자석(70)은 제4 축(A4)을 따라서 그들 사이에 이하에서 "중간 공간"(115)이라고 호칭되는 공간 부분을 한정한다. 구체적으로, 중간 공간(115)은 제1 자석(50)의 일 단부와 제2 자석(70)의 일 단부에 의하여 한정된다. 중간 공간(115)은 반드시 비어있어야 할 필요는 없다는 점에 유의해야 하는바, 구체적으로 중간 공간(115)은 스크레이퍼(20)의 적어도 일부분 및 인벨롭(24)의 일부분을 수납하고 있을 수 있다.

평면(P)은 중간 공간(115)에서 공통인 적어도 하나의 지점 및/또는 중간 공간(115)을 한정하는 단부들 중 하나에서 공통인 적어도 하나의 지점을 구비한다. 도 5 의 실시예에 있어서, 평면(P)은 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 중간 공간(115)을 한정하는 제1 자석(50)의 단부와 공통인 일 지점을 갖는다.

다시 말하면, 자기장 측정 지점은 두 개의 자석들(50, 70) 사이의 간극(115)에 위치한다.

제4 축(A4)에 대해 직각인 방향에서 지점(P)과 상기 지점(P)에 가장 가까운 자석들(50, 70) 사이의 거리는 예를 들어 5 내지 10 mm 사이이다.

스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 두 개의 자석들(50, 70) 사이의 거리는 예를 들어 2 mm 내지 10 mm 이고, 특히 2 mm 내지 15 mm 이다. 특히 상기 거리는 3.5 mm 이다.

센서(110)는 예를 들어 자기장의 반경방향 성분, 즉 제4 축(A4)에 대해 직각인 성분의 값을 측정하도록 구성된다. 자기장의 다른 성분을 측정함도 가능하다는 것에 유의한다.

센서(110)는 예를 들어 자기장 값을 측정하도록 구성된 측정 모듈과, 측정된 값으로부터 스크레이퍼(20)의 존재를 검출하도록 구성된 검출 모듈을 포함한다.

상기 검출 모듈은, 예를 들어 자기저항(magnetoresistive) 측정 모듈인데, 여기에는 자기장의 함수로서 변화하는 전기 저항을 가진 구성요소가 구비된다. 그러한 경우에 상기 구성요소를 통해 흐르는 전류의 강도 및/또는 상기 구성요소를 횡단하는 전기전압은 자기장의 값에도 연관된다.

또한, 비-자기저항 측정 모듈을 이용하는 다른 유형의 센서를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어 일 실시예에서는, 측정 모듈이 자기장 값을 테슬라 단위로 산출하며, 그 산출된 값을 검출 모듈로 전송한다. 그 다음 검출 모듈은 상기 산출된 값을 문턱값과 비교하고, 산출된 값이 문턱값 이상미년 스크레이퍼의 존재가 검출되는 것으로 본다.

상기 측정 모듈이 자기저항 모듈인 경우, 검출 모듈은 저항값, 전류 값 및/또는 전압 값을 대응되는 저항, 전류, 또는 전압 문턱값과 비교하고, 그 비교에 기초하여 스크레이퍼(20)의 존재 여부를 검출한다.

상기 저항, 전류, 또는 전압 문턱값은 자기장 문턱값에 대응되는 문턱값인바, 즉 상기 자기장 값이 자기장 문턱값인 경우에 상기 저항 값은 저항 문턱값이고, 상기 전류 값은 전류 문턱값이며, 상기 전압 값은 전압 문턱값이다.

상기 전류, 전압, 및 저항은 사용되는 측정 모듈의 유형에 따라서 자기장이 증가함에 따라서 증가하거나 감소할 수 있다는 점에 유의한다.

따라서 일 실시예에 따르면, 검출 모듈은 전류, 전압, 또는 저항의 값을 각각 전류, 전압, 또는 저항 문턱값과 비교하고, 만일 전류, 전압, 또는 저항의 값이 대응되는 전류, 전압, 또는 저항 문턱값 이상이라면 스크레이퍼가 존재한다고 검출한다. 이것은 측정된 자기장 값이 자기장 문턱값 이상이라고 하는 것과 동등하다.

다른 일 실시예에 따르면, 상기 검출 모듈이 전류, 전압, 또는 저항의 값을 각각 전류, 전압, 또는 저항 문턱값과 비교하고, 만일 전류, 전압, 또는 저항의 값이 대응되는 전류, 전압, 또는 저항 문턱값 이하라면 스크레이퍼가 존재한다고 검출한다. 이것은 측정된 자기장 값이 자기장 문턱값 이상이라고 하는 것과 동등하다.

자기저항 측정 모듈은 잘 알려진 것으로서, 하드 드라이브와 같은 많은 적용예에서 이용된다.

위에서 상기 센서(110)는 개별의 측정 모듈 및 검출 모듈을 구비하는 것으로 설명되었으나, 이 두 가지 모듈들이 조합된 경우도 가능하다는 점에 유의한다.

자기장 값을 측정하는 센서(110)의 이용에 의하여, 그리고 제1 자석(50)의 존해를 활용함으로써, 기계적 검출 장치의 통과를 허용하기 위해 인벨롭(24)에 추가적인 개구를 형성할 필요없이 스크레이퍼(20)의 존재를 검출함이 가능하게 된다. 따라서 누설 위험이 저감된다.

또한, 자기 센서의 사용은 폭발성 분위기에서의 작동에 부적합하지 않다.

측정된 값을 문턱값과 비교함으로써, 최소의 산술 처리과정에 의하여 스크레이퍼(20)의 존재가 용이하게 검출될 수 있다. 자석들(50, 70)의 경우에서와 같이 두 개의 자석들이 서로 가깝게 배치되고 동일 극성의 자극들이 서로를 향하게 배치된다면, 자석들(50, 70) 사이의 간극(115)에서의 자기장 값은, 동일한 지점에 자석들(50, 70) 중 단 하나만 존재하는 경우에 측정된 값에 비하여, 자석들(50, 70)로부터 상대적으로 큰 거리에서도 현저히 증가한다. 다시 말하면, 중간 공간(115)에서 자기력선은 자석들(50, 70)로부터 멀리 밀어진다.

그러므로, 측정 지점이 상기 두 개의 자석들(50, 70) 사이에 개재된 평면(P)에 속하는 경우, 제2 자석(70)으로부터 상대적으로 먼 거리에 센서(110)를 위치시킴으로써도 저장 체적(60, 60A) 내의 스크레이퍼(20)의 존재를 검출함이 가능하게 되며, 따라서 스크레이퍼(20)의 부재시 센서(110)가 제2 자석(70)을 검출함이 방지된다. 오류에 의한 긍정 신호가 감소되기 때문에, 스크레이퍼(20)의 검출은 보다 정확하게 된다.

본 발명은 전술된 실시예들의 기술적으로 가능한 임의의 조합을 포괄한다.

Claims (13)

1. 유체 순환 도관(15), 상기 유체 순환 도관(15) 내에서의 유동을 위하여 구성된 스크레이퍼(scraper)(20), 및 스크레이퍼(20)의 저장 위치에서 스크레이퍼(20)를 수용하도록 구성된 저장 체적(60, 60A)을 한정하는 인벨롭(envelope)(24)을 포함하는 유체 스프레이 설비(10)로서,
   상기 스크레이퍼(20)는, 스크레이퍼(20)가 상기 도관(15)을 통해 유동함에 따라서 상기 도관(15) 내에서 스크레이퍼(20)의 앞에 존재하는 유체를 밀도록 구성되고, 상기 저장 체적(60, 60A)은 상기 도관(15)과 유체 소통되되 상기 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60)과 도관(15) 사이에서 유동함을 허용하도록 구성되며,
   상기 스크레이퍼(20)는 제1 자석(50)을 포함하고, 상기 인벨롭(24)은 상기 스크레이퍼(20)를 상기 저장 체적(60, 60A)으로부터 상기 도관(15)으로 변위시키는 경향이 있는 제1 힘을 제1 자석(50)에 가할 수 있는 제2 자석(70)을 포함하는, 유체 스프레이 설비(10).
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자석(50)은 영구 자석인, 유체 스프레이 설비(10).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 자석(70)은 영구 자석인, 유체 스프레이 설비(10).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 자석(70)은 전자석인, 유체 스프레이 설비(10).
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 자석(70)은, 제2 자석(70)에 제1 방향의 전류가 공급되는 때에 제1 힘을 가할 수 있고, 제2 자석(70)에 제1 방향과 반대인 제2 방향의 전류가 공급되는 때에 상기 스크레이퍼(20)를 저장 체적(60, 60A) 내에 유지시키는 경향이 있는, 특히 상기 스크레이퍼(20)를 제2 자석(70)에 가깝게 이동시키는 경향이 있는 제2 힘을 가할 수 있는, 유체 스프레이 설비(10).
6. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 인벨롭(24)에는, 상기 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60, 60A)으로부터 도관(15)으로 순환하는 때에 상기 스크레이퍼가 지나가도록 의도된 개구(80)가 형성되고,
   상기 스크레이퍼(20)는 스크레이퍼(20)가 저장 체적(60, 60A) 내에 수용되는 때에 개구(80)와 제2 자석(70) 사이에 개재되며, 특히 상기 제1 힘은 상기 제1 자석(50)을 상기 제2 자석(70)으로부터 멀리 이동시키는 경향이 있는 힘인, 유체 스프레이 설비(10).
7. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 자석(70)은 인벨롭(24)의 외측 표면(85)에 대해 지탱되는, 유체 스프레이 설비(10).
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 인벨롭(24)에는 상기 저장 체적(60A)을 상기 도관(15)에 연결시키는 제1 개구(80)와 상기 저장 체적(60)으로 이어지는 제2 개구(82)가 형성되고, 상기 저장 체적(60A)은 상기 두 개의 개구들(80, 82) 사이에 개재되며,
   상기 유체 스프레이 설비(10)는 상기 제2 개구(82)를 통하여 인벨롭(24) 안으로 유체를 주입시키기 위한 수단(12)을 더 포함하고,
   상기 제2 자석(70)은 인벨롭(24)의 내부 체적(60B) 내에 수용되며, 상기 저장 체적(60A)과 제2 개구(82) 사이에 개재되고,
   상기 인벨롭(24)에는, 상기 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에 상기 주입된 유체를 제2 개구(82)로부터 제1 개구(80)로 전달하도록 구성된 적어도 하나의 통로(100)가 더 형성되는, 유체 스프레이 설비(10).
9. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 자석(70)은, 상기 스크레이퍼(20)가 저장 위치에 있는 때에, 1.5 뉴튼(newton) 내지 5 뉴튼 사이의 힘을 제1 자석에 가하도록 구성되는, 유체 스프레이 설비(10).
10. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 스프레이 설비(10)는 액츄에이터(75)를 더 포함하고,
    상기 액츄에이터(75)는 핀(90)을 이동시키되, 상기 핀(90)이 스크레이퍼(20)가 저장 위치로부터 도관(15)으로 이동함을 막는 제1 위치와, 상기 핀(90)이 스크레이퍼(20)가 저장 위치로부터 도관(15)으로 이동함을 허용하는 제2 위치 사이에서 이동시키는, 유체 스프레이 설비(10).
11. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 스프레이 설비(10)는 저장 체적(60, 60A) 내의 스크레이퍼(20)의 존재를 검출하도록 구성된 센서를 더 포함하고,
    상기 센서는 자기장의 값을 측정하고 또한 측정된 자기장 값에 의존하여 스크레이퍼(20)의 존재를 검출하도록 구성되는, 유체 스프레이 설비(10).
12. 제11항에 있어서,
    상기 센서는, 측정된 자기장 값을 문턱값(threshold)과 비교하고 또한 상기 측정된 값이 문턱값 이상인 때에 스크레이퍼(20)의 존재를 검출하도록 구성되는, 유체 스프레이 설비(10).
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 힘은 저장 체적(60, 60A)의 제4 축(A4)에 대해 평행한 방향에서 스크레이퍼(20)를 이동시키는 경향을 가지며,
    제1 자석(50) 및 제2 자석(70)은 상기 제4 축(A4)을 따라서 서로로부터 오프셋(offset)되며,
    상기 센서는 일 지점에서 자기장 값을 측정하도록 구성되되, 상기 지점은 상기 제4 축(A4)에 대해 직각인 평면(P)에 속하고, 상기 평면(P)은 제4 축(A4)을 따라서 상기 제1 자석(50)과 제2 자석(70) 사이에 개재되는, 유체 스프레이 설비(10).

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