KR970009341B1 - 세척 방법 - Google Patents

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KR970009341B1 KR1019890012936A KR890012936A KR970009341B1 KR 970009341 B1 KR970009341 B1 KR 970009341B1 KR 1019890012936 A KR1019890012936 A KR 1019890012936A KR 890012936 A KR890012936 A KR 890012936A KR 970009341 B1 KR970009341 B1 KR 970009341B1
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보어 리 캠
씨. 모건 알란
윌러드 리촤즈 엘.
케이. 퍼케트 단
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캐보트 코포레이션
안토니 에이취, 제임스
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Abstract

내용 없음.

Description

세척 방법
제1도는 본 발명의 가스 폭발 장치의 측단면도.
제2도는 본 장치를 폭발성 가스로 충전하고 가스를 점화시키는 타이밍 시이퀀스를 나타내는 선도.
제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 회로 선도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 파이프 12 : 격실
14 : 코일 스프링 16 : 점화장치
18 : 변압기 20 : 타이머
22 : 파이프 24 : 솔레노이드 밸브
26 : 탱크 30 : 전선
32 : “T”연결부
본 발명은 공정 설비의 내측표면으로부터 침착물을 제거하는 신규한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 세척해야 할 물체에 충격파를 유도시키는 데에 사용되는 가스 폭발 방법에 관한 것이다. 물체를 통해 충격파가 이동하게 되면, 상기 물체 내의 침착물이 탈락된다.
공정 설비의 내측 표면의 오염은 통상적인 문제점이다. 많은 경우에 있어서, 상기 오염은 내측 표면에 부착되는 침착물 또는 입자의 축적을 통해 발생된다. 상기 오염은 보통, 설비 요소의 효율을 감소시킨다. 따라서, 설비의 최대 효율을 유지하기 위해서는 내측 폴면을 세척해야 한다.
일반적으로 공지된 하나의 세척 방법은 압력 펄스를 이용하여 침착물을 제거하는 것이다. 압력 펄스는 먼저 침착물이 축적된 표면에 매우 높은 압력을 인가한 다음 매우 낮은 압력을 인가함으로써 세척한다. 상기 압력차는 침착물을 팽창시켜서 표면으로부터 탈락되게 한다. 설비 요소의 내측 표면을 세척하기 위해서는 압력 펄스가 설비를 통해 이동해서 이동 압력차를 발생시켜야 한다.
통상적으로, 압력 펄스는 벨브를 통해 고압 가스를 짧게 폭발시킴으로써 생성된다. 가스 폭발 역시 충격파를 생성하는 방법으로 사용되어 왔다. 에녹슨(Enkosson)등에게, (이후 에녹슨이라 한다) 허여된 미국 특허 제4,089,702호에는 폭발성 가스 혼합물을 폭발시켜 모래 및 스케일(scale)과 같은 입자들을 물체의 내측 표면으로부터 탈락시키는 데에 사용될 수 있는 충격파를 생성한다. 그러나, 에녹슨의 방법은 몇가지 단점을 갖는다. 에녹슨 방법은 세척되어야 할 설비의 출구 장치를 밀폐시키고 설비의 내측 공동부에 폭발성 가스를 충전시키는 방법을 가르치고 있다. 상기 방법은 세척되고 있는 설비에 의해 수행되고 있는 임의의 공정을 정지시킬 필요가 있는 단점을 갖는다. 상기 방법은 또한 설비의 대형 요소들을 부분별로 세척할 필요가 있으므로, 상이한 부분들을 밀페시키고 그 부분에 폭발성 가스를 충전할 수 있게 해주는 밸브 또는 다른 장치가 설비에 요구된다는 단점을 갖는다. 에녹슨 방법의 또 다른 단점은 폭발을 정화하게 제어할 수 있다는 점이다.
퀘르너(Koerner)에게 허여된(이후 퀘르너라 한다) 미합중국 제 4,626,611호에는 가스를 점화시킴으로써 음파를 발생시키는 음향 엔진이 개시되어 있다. 그러나, 상기 음향 엔진을 공정 설비의 세척에 사용하기에는 단점이 있다. 퀘르너 방법은 세척되고 있는 설비의 요소를 진동시키거나 동요시키는 큰 공진 주파수 생성시킴으로써 설비를 음향으로 세척하는 방법을 가르치고 있다. 설비의 진동 또는 있동은 입자를 설비의 내측 표면으로부터 탈락되게 된다. 퀘르너 방법은 또한 상기 공진 주파수가 대체로 연속 음향으로 되어 있는 방법을 가르치고 있다. 그러나, 상기 퀘르너의 진동 세척 방법은 공정 설비의 대형 요소를 세척하는 데에는 단점을 갖거나 또는 부적합하다. 공정 설비들의 대부분의 대형 요소들은 설비를 진동시키기가 곤란한 방식으로 견고하게 정착되어 있다. 또한, 설비의 대형 요소는 퀘르너 방법을 세척하기 위해서 진동을 유도하려면 극히 큰 음향의 생성을 요구하게 된다. 상기와 같은 연속적인 큰 음향은 세척해야할 설비 근처에 거주 또는 일하는 사람들을 불쾌하고 또는 위험하게 한다. 퀘르너 방법은 또한 세척되고 있는 설비 요소들에 의해 수행되는 임의의 공정이 세척이 시작되기 전에 정지되거나 또는 종결되어야 하는 것을 제안한다.
따라서, 본 발명의 목적은 설비를 빈번히 분해함이 없이, 설비에 의해 공정이 수행되는 동안 공정 설비의 요소의 세척에 사용될 수 있는 방법을 제공함으로써 공지된 펄스 세척 방법의 단점들을 극복하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가스를 폭발시켜 공정 설비 요소를 통해 이동하는 충격파를 생성시키고 설비의 내측 표면에 부착되는 침착물 및 입자들을 탈락시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가스 폭발을 제어하여 충격파를 생성시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가스를 폭발시켜 특정 방향으로 유도할 수 있는 충격파를 생성시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가스를 점화시키는 장치의 빈번한 교체를 요구하지 않는 가스 폭발 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들 및 장점들을 이하 상술한다.
본 발명에 따르면 코일 스프링과 같은, 난류 형성을 위한 장치를 내장하고, 일단부가 페쇄된 격실이 세척되어야 할 공정 설비 요소의 내측에 위치된다. 격실에는 공기 또는 산소 농축 공기의 정상류를 도입하기 위한 장치, 격실 내에서 폭발성 가스-공기 혼합물을 생성시키도록 폭발성 가스를 도입하기 위한 장치, 및 가스-공기 혼합물을 점화시키기 위한 장치가 구비되어 있다. 폭발성 가스를 격실로 도입하는 장치 및 점화 장치를 제어하기 위한 타이밍 장치가 공정 설비 외측에 위치된다. 적합한 가스-공기 혼합물이 격실 내에 생성된 후에, 혼합물은 점화 장치에 의해 점화되어 폭발 충격파를 생성시킨다. 격실 내에서 난류를 생성시키는 장치가 난류를 생성시키고, 이 난류는 상기 충격파를 초음속에 도달되게 한다. 상기 파의 초음속 이동은 충격파 전방의 가스를 초음속으로 이동시켜서 충격파의 전방에 고압 구역을 생성시킨다.
폭발파는 초음속으로 격실의 개방 단부를 통해 이탈하고 공정 설비를 통해 이동한다. 공정 설비의 내측 표면은 먼저 폭발파가 접근함에 따라 고압 구역에서 고압을 받게 된 다음 폭발파가 통과함에 따라 급속한 압력 강하를 받게 된다. 상기 압력 강하는 설비의 내측 표면에 부착되어 있는 침착물 및 입자들을 탈락시킨다. 다음에, 탈락된 침착물 또는 입자들은 설비에 의해 수행되는 공정에 의해 발생되는 공정 흐름에 의해 또는 격실 및 설비를 차례로 통과한 연속적인 공기 흐름에 의해 설비로부터 제거된다.
본 발명은 공정 설비의 작동 중에 공정 설비 요소를 연속적으로 세척하는 데에 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 주요 장점이다. 본 발명이 상기와 같은 방법으로 이용되면, 파의 세척 작용은 공정 설비의 요소에 의해 수행되는 공정과 동시에 발생된다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
제1도에는 본 발명에 따른 가스 폭발 장치가 도시되어 있다. 본 발명의 도시된 실시예는 통상적으로 실린더 또는 튜브로 이루어진 일단부가 개방된 격실(12)을 포함하다. 격실(12)은 코일 스프링(14)을 내장한다. 개방되지 않은 단부에서 격실(12)은 파이프(10)에 부착된다. 공기 또는 산소 농축 공기의 연속적인 흐름이 파이프(10)를 통해 화살표로 표시된 방향으로 격실(12)내로 유동한다. 파이프(22)가 “T”연결부 (32)의 사용에 의해 파이프(10)에 연결된다. 파이프(22)의 타단부가 폭발성 가스를 수용하는 탱크(26)에 연결된다. 솔레노이드 밸브(24)가 탱크(26)로부터 파이프(22)를 통해 “T”연결부(32)내로의 폭발성 가스의 이동을 제어하도록 개폐될 수 있다. 솔레노이드 밸브(24)가 개방되어 있을때, 폭발성 가스는 탱크(26)로부터 파이프(22)를 통해 “T”연결부(32)내로 유동한다. “T”연결부 내에서 폭발성 가스는 공기 또는 산소 농축 공기와 혼합되어 폭발성 가스-공기 혼합물을 형성한다.
상기 가스-공기 혼합물은 파이프(10) 내의 공기의 연속적인 흐름에 의해 격실(12)내로 운반된다. 솔레노이드 밸브(24)는 전선(30)을 통해 타이머(20)에 전기식으로 연결된다. 타이머(20)는 솔레노이드 밸브(24)가 개폐되는 시간이 양을 제어하기 위해 사용되어, “T”연결부(32)내로 유입되는 폭발성 가스의 양을 조절하여 격실(12)로 유입되는 가스-공기 혼합물 내의 폭발성 가스의 양을 조절한다. 솔레노이드 밸브(24)가 소정 길이의 시간 동안 개방된 상태로 된 후에, 격실(12)내의 가스-공기 혼합물은 점화 장치(16)를 통해 점화되어 가스 폭발 충격파를 생성시키고, 그 충격파는 격실(12)의 개방 단부를 이탈해 나간다. 점화 장치(16)는 가스-공기 혼합물을 점화시키는 점화 플러그 또는 적합한 장치일 수 있다. 점화 장치(16)는 전선(34)을 통해 변압기(18)에 전기식으로 연결된다. 변압기(18)는 전선(36)을 통해 타이머(20)에 연결된다. 타이머(20)는 솔레노이드 밸브(24)가 개폐되는 시간의 양을 제어할 뿐만 아니라 점화 장치(16)의 점화 또는 비점화 시간의 양을 제어하는 데에 사용된다.
제2도는 솔레노이드 밸브(24)의 개방 및 점화 장치(16)의 점화를 위한 타이머(20)의 타이밍 시이퀸스(timing sequence)를 그래프로 도시하고 있다. 일반적으로 솔레노이드 밸브(24)는 소망하는 세척 효과를 갖는 충격파를 생성시키도록 폭발하는 가스-공기 혼합물의 형성을 고려한 시간동안 개방된다. 점화 장치(16)는 솔레노이드 밸브(24)가 개방되는 시기(time period)의 종결 시점 근처에서 점화를 시작하고 솔레노이드 밸브(24)가 폐쇄되는 시기까지 점화를 계속한다. 일반적으로 점화 장치(16)는 격실(12)내의 전체 가스-공기 혼합물을 점화시키기에 충분한 시기 동안 점화한다. 제2도에 도시된 바와 같이, 상기 점화 시기는 밸브 개방 시기보다 대체로 짧다.
공정 설비 요소를 세척하기 위해서는, 코일 스프링(14)을 갖는 격실(12), 점화 장치(16) 및 부착 전선(34), 및 부착 파이프(10)가 세척되어야 할 설비 요소의 내측에 설치된다. 부착 파이프(22)를 갖는“T”연결부(32)는 세척되어야 할 설비 요소의 내측 또는 외측에 위치될 수 있다. 가스 탱크(26), 솔레노이드 밸브(24), 변압기(18), 및 타이밍 장치(20)는 일반적으로 세척되어야 할 설비 요소의 외측에 위치한다. 상기와 같은 구성에 있어서 격실의 작동은 다음과 같이 진행한다. 솔레노이드 밸브(24)가 개방되어 폭발성 가스가 탱크(26)로부터 파이프(22)를 통해 “T”연결부(32)내로 이동하는 것을 허용한다. 폭발성 가스 “T”연결부(32)내에서 파이프(10)를 통해 유동하는 공기 또는 산소 농축 공기와 혼합되어 폭발성 가스-공기 혼합물을 형성한다. 상기 가스-공기 혼합물을 파이프(10)를 통해 유동하는 공기에 의해 격실(12) 내로 운반된다. 가스-공기 혼합물이 전체 격실(12)을 충전한 후에, 점화 장치(16)는 점화를 시작한다. 솔레노이드 밸브(24)는 점화 장치(16)가 점화하는 동안 페쇄된다. 점화 장치(16)의 점화는 폭발성 가스-공기 혼합물을 점화시켜 폭발파를 생성시킨다. 상기 파는 격실(12)의 개방 단부로부터 이탈하고 세척되어야 할 설비 요소와의 초기 접촉 시점에서 초음속이 된다. 다음에, 상기 파는 세척되어야 할 설비 요소를 통해 계속 진행한다. 설비 요소를 통한 파의 이동은 설비의 내측 벽으로부터 침착물 및 입자들을 탈락시킨다. 상기 침착물 및 입자들은 격실(12) 및 설비를 통해 유동하는 공정 흐름에 의해 운반되어 나간다. 또한, 솔레노이드 밸브가 재개방되기 전에 연속적인 공기 흐름이 격식(12)내에 잔존하는 임의의 연소 생성물들을 완전히 제거한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 주된 장점은 상술한 전체 세척 공정이 공정 설비 요소에 의해 통상적으로 수행되는 공정과 동시에 수행됨으로써 설비의 작동 중에 상기 설비를 연속적으로 세척할 수 있다는 점이다.
본 발명의 또 다른 장점은 타이머(20)가 솔레노이드 밸브(24)의 개폐와 점화장치(16)의 점화를 위한 타이밍 시이퀀스를 변동시킴으로써 폭발 사이의 시간 간격을 변동시킬 수 있다는 점이다. 따라서, 본 발명은 공정 설비의 다양한 요소들을 최적으로 세척하도록 필요에 따라 조절될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 솔레노이드 밸브의 개폐와 점화 장치의 점화를 제어하기 위해서 고체 전자 타이머가 사용된다. 상기 전자 타이머는 기계식 타이머에 비해 많은 장점들을 갖는다. 첫째로 전자 타이머는 밸브 및 점화 장치의 동기화에 있어서 우수한 정밀도를 제공함으로써, 가스 폭발을 더욱 양호하게 제어할 수 있게 해준다. 둘째로 전자 타이머는 점화 장치의 점화 시간을 수분의 일초로 단축시킬 수 있게 해준다. 점화 시간의 단축은 점화 장치의 마모를 감소시킴으로써 그 사용 수명을 연장시키는 장점을 갖는다. 셋째로, 전자 타이머는 격실로 인도되는 가스의 양을 더욱 정밀하게 제어하여 폭발에 의해 생성된 힘을 더욱 잘 제어할 수 있게 해 준다.
본 발명의 다른 장점들을 다음 실시예를 참조로 설명한다.
실시예
본 발명을 다음과 같은 화학 공정 열교환기를 세척하는 데에 사용하였다. 격실은 19.05㎜(0.75in) 피치를 갖는 1,016㎜(40in) 길이의 코일 스프링을 5.18㎜(2in) 직경의 2,438㎜(8ft) 길이의 파이프내에 삽입시킴으로써 제작되었다. 격실의 일단부 근처에서 구멍을 드릴 및 탭가공하고 점화 플러그를 상기 구멍 내로 삽입시켰다. 전선을 상기 점화 플러그에 부착시키고 점화 플럭를 점화 플러그 전선을 거쳐서 변압기에 전기적으로 연결시켰다. 점화 플러그로부터 떨어져 있는 격실의 타단부를 열교환기의 벽 내의 구멍을 통해 연관(fire tube)형 열교환기 내로 사실상 동축으로 삽입시켰다. 다음에, 격실과 열교환기 사이의 연결부를 둘러싸는 구역을 밀봉시켜 가스가 열교환기로부터 누출되는 것을 방지하였다.
점화 플러그 부근의 격실의 단부를“T”연결부를 통해 제3의 파이프에 연결된 제2파이프에 부착시켰다. “T”연결부를 지나는 제2파이프의 단부는 외부 공기가 파이프 내로 강제 유입될 수 있도록 이루어져 제2파이프 및“T”연결부를 통한 격실 내로의 연속적인 공기 유동을 발생시킨다. 제3파이프의 단부를 솔레노이드 밸브를 거쳐서 메탄 가스의 탱크에 부착시켰다.
변압기 및 솔레노이드 밸브 양측 모두는 전선을 통해 고체 전자 타이머에 전기적으로 연결시켰다. 실제적인 전기 회로의 개략도가 제3도에 도시되어 있다. 타이머는 제2도에 도시된 타이밍 시이퀀스에서, 솔레노이드 밸브를 매 4초마다 2초간 개방시키고, 점화 플러그를 매 4초마다 0.5초간 점화시키도록 타이머를 설정하였다.
작동을 위해 타이머, 변압기 및 솔레노이드 밸브에 전력이 공급되었다. 솔레노이드 밸브의 개방은 메탄을“T”연결부 내로 유동시켜 공기와 혼합되게 하고 가스-공기 혼합물로서 격실 내로 유입시켰다. 다음에 상기 가스 혼합물이 점하 플러그를 사용하여 점화되어 충격파를 생성시키고, 이 충격파는 격실 밖으로 열교환기를 통해 이탈되어 나갔다. 상기 파가 열교한기를 통해 이동함에 따라 상기 파는 입자들 및 침착물들을 열교환기 벽으로부터 탈락시켰다. 탈락된 입자 및 침착물들은 열교환기를 통해 유동하는 공정 흐름과 격실 및 열교환기를 통해 차례로 유동하는 연속적인 공기 흐름에 의해 열교환기 밖으로 운반되어 나갔다.
본원 명세서에서 설명된 구조에서 본원 발명의 범위를 이탈하지 않고 여러 변형예 수정예들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본원 명세서 및 도면에서 설명하고 도시한 본 발명의 형태는 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 이하의 특허 청구의 범위 내에 해당되는 모든 변형예들을 포함한다.

Claims (7)

  1. 장치의 내측 표면을 세척하기 위한 방법으로써, 세척되어야 할 표면과는 분리된 격실 내에서 상기 장치 내로 충격파를 발생시키는 단계, 상기 표면과의 초기 접촉 시점에서 초음속이 되는 충격파를 세척되어야 할 표면을 통과하도록 유도시켜 그 표면으로부터 입자들을 탈락시키는 단계, 상기 탈락된 입자들을 가스 흐름으로 제거시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 흐름은 장치가 세척되고 있는 동안에 장치를 통해 연속적으로 유동하는 것을 특징으로 하는 세척 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방법은 연속적으로 충격파를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가스 흐름은 장치가 세척되고 있는 동안에 장치를 통해 연속적으로 유동하는 것을 특징으로 하는 세척 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 장치는 열교환기인 것을 특징으로 하는 세척 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 가스 흐름은 장치가 세척됨과 동시에 그 장치에 의해 수행되는 공정에 의해 발생되는 공정 흐름인 것을 특징으로 하는 세척 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 가스 흐름은 장치가 세척됨과 동시에 그 장치 의해 수행되는 공정에 의해 발생되는 공정 흐름인 것을 특징으로 하는 세척 방법.
KR1019890012936A 1988-09-08 1989-09-07 세척 방법 KR970009341B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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US07/241,454 US5082502A (en) 1988-09-08 1988-09-08 Cleaning apparatus and process
US241454 1988-09-08

Publications (2)

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