WO2010110557A2 - 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치 - Google Patents

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배성열
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에버소닉 주식회사
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    • B08B2209/005—Use of ultrasonics or cavitation, e.g. as primary or secondary action

Definitions

  • the present invention relates to an integrated ultrasonic scale prevention device for suppressing the generation of scales and removing the generated scales generated in a boiler, a heat exchanger, a pipe, and the like by using ultrasonic waves, and more particularly, to suppress the generation of scales and to remove the generated scales.
  • the present invention relates to an integrated ultrasonic scale prevention device in which a frequency of a transducer matches a natural frequency of a boiler, a heat exchanger, and a pipe, and integrates a transducer and a pulse generator.
  • the scale generated on the inner wall of the boiler's inner pipe or water pipe due to heavy metal ions or fine solids in the water increases the energy consumption by disturbing the thermal efficiency or the flow of the fluid. Therefore, in order to effectively remove such scales, the scales may be removed by using organic and inorganic compounds, such as a cleansing agent.
  • boilers operated at high temperatures are periodically subjected to customs operations such as acid cleaning to remove scale.
  • a pulse generator circuit for generating an oscillation signal of 20 kHz, which is an ultrasonic signal, and a technology using a transducer for generating ultrasonic waves by converting the signal into a physical vibration by the signal generated by the pulse generator are described in the above-mentioned Korean Patent Publication No. 10-0764819. It is disclosed in the call.
  • the technique disclosed in the above publication includes a main body 20 including a resonator for generating ultrasonic waves and a controller for controlling an operating state of the resonator as shown in FIGS. 1 and 2; And a transducer 10 for generating ultrasonic waves by the power applied from the main body 20 and the ultrasonic wave generation signal.
  • the main body 20 and the transducer 10 are connected at a predetermined distance, and the main body 20 is connected to the main body 20.
  • Is a resonant circuit consisting of a diode, a polar capacitor, a resistor, a nonpolar capacitor, and a thyristor.
  • a resonance means including an LED driving coil, wherein the transducer 10 is fastened by using a flange 15 to a portion where the magnetostrictive vibrator 11 and the waveguide 13 for transmitting ultrasonic waves are connected. It is formed to be fixedly coupled to one side of the cover 14 through the medium, the other side of the cover 14 is to be fixedly coupled to the pedestal 17.
  • an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, so that the vibration of the waveguide for transmitting ultrasonic vibration and the natural frequency of the boiler, heat exchanger, piping, etc. to which the waveguide is attached can accurately cause resonance.
  • the present invention provides an ultrasonic scale prevention device in which a transducer and a pulse generator are integrated so that wiring between the transducer and the pulse generator can be performed within 1 m.
  • Another object of the present invention is to provide an ultrasonic scale prevention device in which the transducer and the pulse generator are integrated by suppressing the ultrasonic vibration generated from the transducer to be transmitted to the pulse generator as much as possible.
  • another object of the present invention is to provide an ultrasonic scale prevention device in which the transducer and the pulse generator are integrated in a structure in which heat generated from a boiler, a heat exchanger, a pipe, or the like is not transmitted to the pulse generator through the transducer.
  • another object of the present invention is to provide an ultrasonic scale prevention device integrating a transducer and a pulse generator which can adjust the position of the transducer and the pulse generator in accordance with the state of the installation place.
  • the integrated ultrasonic scale preventing and removing device suppresses scales generated in various pipes by a pulse generator and a transducer for generating ultrasonic vibration by the pulse voltage generated by the pulse generator,
  • the one pulse generator and the one transducer is characterized in that formed integrally by connecting the rod-shaped connecting member.
  • the rod-shaped connecting member is characterized in that connected to the pulse generator and the transducer, respectively, via a vibration transmission preventing member.
  • the rod-shaped connecting member is characterized in that connected to the pulse generator and the transducer as a bolt through the vibration transmission preventing member, respectively.
  • the rod-shaped connecting member is connected to one end of the shaft, the other end of the shaft is characterized in that connected to the transducer via the vibration transmission preventing member. do.
  • the transducer includes a magnetostrictive vibrator for generating ultrasonic vibrations and a waveguide for transmitting vibrations generated from the magnetostrictive vibrators to the various pipes and a transducer case for accommodating them. It includes, The plate is characterized in that the vibration is fixed to the transducer case via the transmission member.
  • the length of the rod-shaped connecting member is longer than 1/2 of the sum of the length of the transducer case and the length of the generator case, it is less than 1m It features.
  • the frequency of the pulse generated in the generator is characterized in that the oscillation at the same frequency as the natural vibration frequency of the various pipes.
  • the integrated ultrasonic scale prevention device is to suppress the generation of the scale by ensuring that the frequency of the waveguide for transmitting the ultrasonic vibration and the natural frequency of the boiler, heat exchanger, piping, etc. to which the waveguide is attached exactly match There is an effect that can increase the removal efficiency of the generated scale.
  • the integrated ultrasonic scale prevention device has the effect of minimizing the power loss generated in the wiring between the transducer and the pulse generator by reducing the distance between the transducer and the pulse generator to a minimum distance.
  • the integrated ultrasonic scale prevention device has the effect of minimizing the failure generated in the pulse generator by maximally suppressing the transmission of the ultrasonic vibration generated from the transducer to the pulse generator.
  • the integrated ultrasonic scale preventing device has an effect of preventing heat generated from a boiler, a heat exchanger, a pipe, etc. from being transmitted to the electronic circuit of the pulse generator through the transducer.
  • Integrated ultrasonic scale prevention device has the effect that the position can be adjusted according to the state of the installation place.
  • 1 is a cross-sectional view showing a conventional transducer
  • Figure 2 is a perspective view showing the appearance of a conventional pulse generator
  • Figure 3 is a perspective view showing the concept of the integrated ultrasonic scale prevention and removal device according to the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure in which the transducer and the generator are integrated in accordance with the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the transducer and the generator are vertically disposed in the integrated ultrasonic scale prevention and removal apparatus according to the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing the concept of the integrated ultrasonic scale prevention and removal apparatus according to the present invention.
  • reference numeral 40 denotes a transducer that performs ultrasonic vibration by receiving a voltage of a pulse waveform generated by the generator 50 to be described below.
  • Transducer 40 is a waveguide 42 for transmitting the vibration force vibrating ultrasonically therein in the boiler, heat exchanger, piping, etc. is fixed to the transducer case 44.
  • Reference numeral 50 denotes a generator for generating a voltage of 18 to 23 kHz pulse waveform generated in an electronic circuit (not shown) built therein.
  • One transducer 40 and one generator 50 have respective cases 44 and 52 connected at both sides by shaft 70 and arm 80.
  • the transducer 40 and the generator 50 which are integrally connected by the shaft 70 and the arm 80 are made within 1m of the distance. That is, the length of the arm 80 has a length of 1 m or less.
  • the converter 10 and the main body 20 are conventionally installed up to about 30m apart, resulting in a lot of power loss in the wiring.
  • the transducer 40 and the generator 50 are integrated within 1m in close proximity. Therefore, the power of the pulse waveform generated in the generator 50 is supplied to the transducer 40 with almost no loss in the wiring 54.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure in which a transducer and a generator are integrated in accordance with the present invention.
  • one transducer 40 and one generator 50 are provided with an arm 80 in which each case 44 and 52 is a shaft 70 and a rod-shaped connecting member. It is connected at the side.
  • Transducer 40 has waveguide 42 and magnetostrictive vibrator 49 mechanically fixed (usually welded), and waveguide 42 is inserted with magnetostrictive vibrator 49 inserted into transducer case 44. It is fixed to the transducer case 44.
  • the fixing between the waveguide 42 and the transducer case 44 is fixed by the bolt 48 through the hole 43 provided in the transducer case 44.
  • the rubber packing 46 serving as a vibration preventing member between the waveguide 42 and the transducer case 44 so that the vibration of the waveguide 42 ultrasonically vibrated by the magnetostrictive vibrator 49 is not transmitted to the transducer case 44. Fixing with a bolt 48 through the (47).
  • the vibration in the transducer case 44 is interposed between the transducer case 44 and the shaft 70 via a rubber packing 71, which is a vibration transmission preventing member, to prevent the vibration from being transmitted to the shaft 70.
  • the shaft 70 is fixed to the transducer case 44 with a nut 76 through a rubber packing 72 that is a vibration transmission preventing member.
  • the arm 80 is provided with the connection part 81 in which the hole 83 is perforated at both ends.
  • connection fixing of the shaft 70 and the arm 80 contacts the connection part 81 provided in the one end of the arm 80 to the head part of the shaft 70, and the female screw 78 of the shaft 70 with the bolt 87. By tightening).
  • connection of the arm 80 and the generator case 52 is fixed between the generator case 52 and the connection portion 81 provided at the other end of the arm 80 via a rubber packing 92 which is a vibration transmission preventing member.
  • the inside of the 52 is also connected and fixed with a bolt 97 and a nut 96 via a rubber packing 91 which is a vibration transmission preventing member.
  • Reference numerals 74, 84, and 94 are washers, and 99 is a heat sink.
  • the ultrasonic scale prevention device in which the transducer 40 and the generator 50 are integrated in a one-to-one manner causes the oscillation frequency generated by the generator 50 to resonate with the natural frequency of a pipe such as a boiler, thereby resonating. It is possible to effectively suppress the generation of the generated scale and to remove the scale generated in the pipe.
  • the transducer 40 and the generator 50 are connected by the shaft 70 and the arm 80 to be integrated, the heat generated from the boiler or the like is not conducted from the transducer 40 to the generator 50. 50)
  • the electronic circuit provided therein can be protected from heat, and since the vibration generated from the transducer 40 is not transmitted directly to the generator 50, the electronic circuit provided inside the generator 50 is also protected from vibration. You may.
  • the arm 80 a portion that is coupled to integrate the transducer 40 and the generator 50, that is, between the waveguide 42 and the transducer case 44, between the transducer case 44 and the shaft 70, the arm 80. Since the ultrasonic wave vibration from the waveguide 42 is not transmitted to the electronic circuit inside the generator 50 because the vibration transmission preventing member is coupled between the generator and the generator 50, the durability of the generator 50 can be increased. .
  • the integrated ultrasonic scale prevention and removal apparatus is generally used by being connected and fixed to the arm 80 in a state where the transducer 40 and the generator 50 are horizontal as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the arm 80 may be installed so that the generator 50 is installed on the upper part of the transducer 40 as shown in FIG. 5. Can be used to fix the connection.
  • the length of the connecting member should be longer than half of the length of the length of the transducer case 44 and the length of the generator case 52.
  • the transducer 40 and the generator 50 are integrated between the transducer 40 and the generator 50 by using the shaft 70 and the arm 80, but the transducer 40 ) And the generator 50 are the same width, the transducer 40 and the generator 50 may be integrated using only the arm 80 without using the shaft 70.
  • the shaft 70 may be provided on the generator 50 side to integrate the transducer 40 and the generator 50.
  • the integrated ultrasonic scale prevention and removal apparatus according to the present invention can be usefully used in the field for suppressing scale generation occurring in a boiler, heat exchanger, pipe, and the like and removing the generated scale.

Abstract

본 발명은 스케일의 생성억제 및 생성된 스케일의 제거 효율을 높이기 위해 트랜스듀서와 펄스 제너레이터를 일체화시킨 일체형 초음파 스케일 방지장치에 관한 것으로서, 펄스 제너레이터와 상기 펄스 제너레이터에서 발생된 펄스 전압에 의해 초음파 진동을 발생하는 트랜스듀서에 의해 각종 배관내에 생성되는 스케일을 억제하고, 생성된 스케일을 제거하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 하나의 펄스 제너레이터와 상기 하나의 트랜스듀서가 봉형의 연결부재로 연결하여 일체로 형성된 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 일체형 초음파 스케일 방지장치에 의하면, 도파관의 진동수와 도파관이 부착되는 보일러, 열교환기, 배관 등이 갖는 고유진동수를 일치시켜 정확하게 공진을 일으키도록 할 수 있고, 트랜스듀서와 펄스 제너레이터 사이의 배선에서 발생되는 전력손실을 최소화할 수 있다.

Description

일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치
본 발명은 초음파를 이용하여 보일러, 열교환기, 배관 등에 발생하는 스케일의 생성억제 및 생성된 스케일을 제거하는 일체형 초음파 스케일 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스케일의 생성억제 및 생성된 스케일의 제거 효율을 높이기 위해 트랜스듀서의 주파수와 보일러, 열교환기, 배관 등이 갖는 고유진동수를 일치시키고, 트랜스듀서와 펄스 제너레이터를 일체화시킨 일체형 초음파 스케일 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 물속의 중금속 이온이나 미세한 고형 물질로 인한 보일러의 내부 배관이나 송수관 등의 내벽에 생성되는 스케일은 열효율이나 유체의 흐름을 방해하여 에너지의 소비량을 증가시킨다. 따라서, 이러한 스케일을 효과적으로 제거하기 위하여 유기 및 무기화합물의 청관제 등을 사용하여 스케일을 제거하게 된다.
특히 고온에서 운전되는 보일러의 경우에는 스케일을 제거하기 위해 주기적으로 산 세정과 같은 세관작업을 수행하게 된다.
그러나 이러한 청관제나 산 세정 등의 세관작업은 폐수가 발생되어 환경오염의 원인이 되거나, 폐수를 정제해야 하는 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 화학약품을 사용하지 않고 초음파 진동을 이용하여 보일러의 배관이나 각종 열교환기 및 송수관 등에 발생하는 스케일 생성 억제 및 생성된 스케일을 제거하는 기술이 문헌 1∼5에 개시되어 있으며, 현재 가동중인 보일러의 열교환기 등에 장착되어 사용되고 있다.
(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 10-0095772호(1996. 2. 15.)
(문헌 2) 대한민국 공개실용신안공보 20-2000-0005182호(2000. 3. 25.)
(문헌 3) 미국 특허 2,269,734호(2006. 2. 10.)
(문헌 4) 러시아 2,269,734호(2006. 2. 10.)
(문헌 5) 대한민국 등록특허공보 10-0764819호(2007. 10. 08.)
초음파 신호인 20㎑의 발진 신호를 발생하는 펄스 제너레이터 회로와 이 펄스 제너레이터에서 발생된 신호에 의해 물리적인 진동으로 변환시켜 초음파를 발생하기 위한 트랜스듀서를 사용하는 기술이 상기 대한민국 등록특허공보 10-0764819호에 개시되어 있다.
상기 공보에 개시된 기술은 도 1 및 2에서 보여주는 바와 같이 초음파를 발생시킬 수 있도록 하는 공진수단과 상기 공진수단의 작동상태를 제어하는 컨트롤러로 이루어지는 본체(20); 상기 본체(20)로부터 인가된 전원과 초음파 발생신호에 의해 초음파를 발생하는 변환기(10);로 구성되고, 상기 본체(20)와 변환기(10)는 일정 거리 이격되어 결선되며, 상기 본체(20)는 다이오드, 극성 콘덴서, 저항, 무극성 콘덴서 및 싸이리스터 등으로 이루어지는 공진회로에 싸이리스터와 무극성 콘덴서의 출력선상에 각각의 변환기(10)의 작동상태를 감지하여 정상여부를 LED를 통해 확인할 수 있도록 하는 LED구동용 코일이 포함되는 공진수단;을 포함하고, 상기 변환기(10)는 자왜진동자(11)와 초음파를 전달하는 도파관(13)이 연결되는 부위에 플랜지(15)를 이용하여 소정의 체결매체를 통해 커버(14)의 일측과 고정 결합되게 형성하고, 상기 커버(14)의 타측은 받침대(17)와 고정 결합되도록 되어 있다.
상기 공보에 개시된 기술은 하나의 본체(20)에서 공급하는 발진주파수를 사용하여 여러 개의 변환기(10)에서 초음파 진동을 발생시키기 때문에 도파관(13)이 부착되는 보일러, 열교환기, 배관 등이 갖는 고유진동과 공진을 일으키지 못하는 상태에서 설치하여야만 하는 문제가 있다.
또한, 초음파를 발생하는 다수의 변환기(10)와 펄스 전압을 발생하는 본체(20)가 심지어 30m정도까지 이격되어 설치되기 때문에 그 배선에서 전력손실이 발생하는 문제가 있다.
즉, 보일러, 열교환기, 배관등이 갖는 고유진동수는 각각의 경우에 상이하므로 각각에 부착되는 트랜스듀서의 진동이 정확하게 일치되도록 펄스 전력이 트랜스듀서로부터 공급되어야 스케일 방지나 스케일 제거가 효율적으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 초음파 진동을 전달하는 도파관의 진동과 도파관이 부착되는 보일러, 열교환기, 배관 등이 갖는 고유진동수가 정확하게 공진을 일으킬 수 있도록 하고, 트랜스듀서와 펄스 제너레이터 사이를 1m 이내로 배선할 수 있도록 트랜스듀서와 펄스 제너레이터를 일체화시킨 초음파 스케일 방지장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 트랜스듀서에서 발생되는 초음파 진동이 펄스 제너레이터에 전달되는 것을 최대한 억제하여 트랜스듀서와 펄스 제너레이터를 일체화시킨 초음파 스케일 방지장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 보일러, 열교환기, 배관 등에서 발생되는 열이 트랜스듀서를 통하여 펄스 제너레이터로 전달되지 않는 구조로 트랜스듀서와 펄스 제너레이터를 일체화시킨 초음파 스케일 방지장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 트랜스듀서와 펄스 제너레이터의 결합상태를 설치장소의 상태에 따라 위치조정이 가능한 트랜스듀서와 펄스 제너레이터를 일체화시킨 초음파 스케일 방지장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치는 펄스 제너레이터와 상기 펄스 제너레이터에서 발생된 펄스 전압에 의해 초음파 진동을 발생하는 트랜스듀서에 의해 각종 배관내에 생성되는 스케일을 억제하고, 생성된 스케일을 제거하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 하나의 펄스 제너레이터와 상기 하나의 트랜스듀서가 봉형의 연결부재로 연결하여 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 봉형의 연결부재는 진동전달 방지부재를 개재하여 상기 펄스 제너레이터와 상기 트랜스듀서에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 봉형의 연결부재는 진동전달 방지부재를 개재하여 볼트로서 상기 펄스 제너레이터와 상기 트랜스듀서에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 봉형의 연결부재는 샤프트의 일단과 연결되고, 상기 샤프트의 타단은 상기 트랜스듀서에 진동전달 방지부재를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 트랜스듀서는 초음파 진동을 발생하는 자왜 진동자와 상기 자왜 진동자에서 발생된 진동을 상기 각종 배관에 전달하는 도파관과 이들을 수용하는 트랜스듀서 케이스를 포함하고, 상기 도판관은 진동전달 방지부재를 개재하여 상기 트랜스듀서 케이스에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 봉형의 연결부재의 길이는 상기 트랜스듀서 케이스의 길이와 상기 제너레이터 케이스의 길이를 합한 길이의 1/2보다 길고, 1m이내인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서, 상기 제너레이터에서 발생하는 펄스의 주파수는 상기 각종 배관이 갖는 고유 진동주파수와 동일한 주파수로 발진하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지장치는 초음파 진동을 전달하는 도파관의 진동수와 도파관이 부착되는 보일러, 열교환기, 배관 등이 갖는 고유진동수가 정확하게 일치되도록 함으로써, 스케일의 생성억제 및 생성된 스케일의 제거 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지장치는 트랜스듀서와 펄스 제너레이터 사이를 최소한의 거리로 단축함으로써, 트랜스듀서와 펄스 제너레이터 사이의 배선에서 발생된 전력손실을 최소화할 수 있는 효과도 있다.
본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지장치는 트랜스듀서에서 발생되는 초음파 진동이 펄스 제너레이터에 전달되는 것을 최대한 억제함으로써, 펄스 제너레이터에서 발생되는 고장을 최소화할 수 있는 효과도 있다.
본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지장치는 보일러, 열교환기, 배관 등에서 발생되는 열이 트랜스듀서를 통하여 펄스 제너레이터의 전자회로로 전달되지 않도록 할 수 있는 효과도 있다.
본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지장치는 설치장소의 상태에 따라 위치조정이 가능한 효과도 있다.
도 1은 종래의 트랜스듀서를 도시한 단면도
도 2는 종래의 펄스 제너레이터의 외관을 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치의 개념을 도시한 사시도
도 4는 트랜스듀서와 제너레이터를 본 발명에 따라 일체화시킨 구조를 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치에서 트랜스듀서와 제너레이터가 수직으로 배치된 상태를 보인 단면도
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 실시예에 기재된 내용 및 첨부된 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치의 개념을 도시한 사시도이다.
도 3에 있어서, 도면부호 40은 이하에서 설명될 제너레이터(50)에서 발생되는 펄스 파형의 전압을 받아 초음파 진동을 하는 트랜스듀서이다.
트랜스듀서(40)는 그 내부에서 초음파 진동하는 진동력을 보일러, 열교환기, 배관 등에 전달하는 도파관(42)이 트랜스듀서 케이스(44)에 연결 고정되어 있다.
또한, 도면부호 50은 내부에 내장되어 있는 전자회로(도시되지 않음)에서 발생되는 18∼23㎑의 펄스 파형의 전압을 발생하는 제너레이터이다.
하나의 트랜스듀서(40)와 하나의 제너레이터(50)는 각각의 케이스(44)(52)가 샤프트(70)와 아암(80)으로 양 측부에서 연결되어 있다.
이와 같이 샤프트(70)와 아암(80)에 의해 일체로 연결된 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)는 그 거리가 1m이내에서 이루어진다. 즉, 아암(80)의 길이는 1m이하의 길이를 갖는다.
일반 상용전력인 경우에는 60㎐의 주파수이기 때문에 20∼30m의 거리에서 전력을 공급하더라도 그 손실이 크게 발생되지 않지만, 본 발명의 기술분야에서 사용되는 전력은 일반 상용전력의 경우보다 매우 높은 18∼23㎑의 주파수의 펄스전력을 사용하기 때문에 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)사이의 거리가 멀면 전력 손실이 많이 발생된다.
따라서, 종래에는 변환기(10)와 본체(20)가 30m 정도까지 떨어져 설치되어 그 배선에서 많은 전력손실이 발생하였지만, 본 발명에서는 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)가 1m이내에서 근접하여 일체화되므로 제너레이터(50)에서 발생된 펄스 파형의 전력이 배선(54)에서 거의 손실 없이 트랜스듀서(40)에 공급된다.
이하에서는 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 본 발명에 따라 일체로 연결 고정시키는 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.
우선, 도파관(42)과 트랜스듀서(40)를 고정하는 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 트랜스듀서와 제너레이터를 본 발명에 따라 일체화시킨 구조를 도시한 단면도이다.
도 4에 의하면, 상술한 바와 같이 하나의 트랜스듀서(40)와 하나의 제너레이터(50)는 각각의 케이스(44)(52)가 샤프트(70)와 봉형의 연결부재인 아암(80)으로 양 측부에서 연결되어 있다.
트랜스듀서(40)는 도파관(42)과 자왜 진동자(49)가 기계적으로 고정(보통은 용접)되어 있고, 자왜 진동자(49)가 트랜스듀서 케이스(44)에 삽입된 상태에서 도파관(42)이 트랜스듀서 케이스(44)에 고정되어 있다.
여기서 도파관(42)과 트랜스듀서 케이스(44)사이의 고정은 트랜스듀서 케이스(44)에 마련된 구멍(43)을 통하여 볼트(48)로 고정된다. 그러나 자왜 진동자(49)에 의해 초음파 진동하는 도파관(42)의 진동이 트랜스듀서 케이스(44)에 전달되지 않도록 도파관(42)과 트랜스듀서 케이스(44)사이에 진동전달 방지부재인 고무패킹(46)(47)을 개재하여 볼트(48)로 고정한다.
이하에서는 트랜스듀서 케이스(44)에 샤프트(70)를 연결 고정하는 방법에 대하여 설명한다.
일단이 숫나사가 형성되어 있고, 머리부인 타단에는 암나사가 형성되어 있는 샤프트(70)를 트랜스듀서 케이스(44)의 양 측부에 고정한다. 이때 트랜스듀서 케이스(44)에서의 진동이 샤프트(70)에 전달되지 않도록 트랜스듀서 케이스(44)와 샤프트(70)사이에 진동전달 방지부재인 고무패킹(71)을 개재하고, 트랜스듀서 케이스(44)의 내부에도 진동전달 방지부재인 고무패킹(72)을 개재하여 샤프트(70)를 너트(76)으로 트랜스듀서 케이스(44)에 고정한다.
이하에서는 샤프트(70)와 아암(80)을 연결 고정하는 방법에 대하여 설명한다.
아암(80)은 양단에 구멍(83)이 뚫려 있는 접속부(81)가 마련되어 있다.
샤프트(70)와 아암(80)의 연결 고정은 샤프트(70)의 머리부에 아암(80)의 일단에 마련된 접속부(81)를 접촉하고, 볼트(87)로 샤프트(70)의 암나사(78)에 조임으로써 완료된다.
이하에서는 아암(80)과 제너레이터 케이스(52)를 연결 고정하는 방법에 대하여 설명한다.
아암(80)과 제너레이터 케이스(52)의 연결 고정은 제너레이터 케이스(52)와 아암(80)의 타단에 마련된 접속부(81)사이에 진동전달 방지부재인 고무패킹(92)을 개재하고, 제너레이터 케이스(52)의 내부에도 진동전달 방지부재인 고무패킹(91)을 개재하여 볼트(97)와 너트(96)로 연결 고정한다.
미설명 부호 74, 84, 94는 와셔이고, 99는 방열판이다.
이와 같이 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 1:1로 일체화시킨 초음파 스케일 방지장치는 제너레이터(50)에서 발진하는 발진주파수를 보일러 등의 배관이 갖는 고유 진동수와 일치시켜 공진시킴으로써, 배관내에 생성되는 스케일의 생성억제 및 배관내에 생성된 스케일의 제거를 효율적으로 할 수 있다.
또, 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 샤프트(70)와 아암(80)으로 연결하여 일체화시키므로 보일러 등에서 발생되는 열이 트랜스듀서(40)로부터 제너레이터(50)로 전도되지 않게 되어 제너레이터(50) 내부에 마련되어 있는 전자회로를 열로부터 보호할 수 있고, 트랜스듀서(40)에서 발생되는 진동이 제너레이터(50)로 직접 전달되지 않으므로 역시 제너레이터(50) 내부에 마련되어 있는 전자회로를 진동으로부터 보호할 수도 있다.
또, 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 일체화시키기 위해 결합되는 부위, 즉 도파관(42)과 트랜스듀서 케이스(44) 사이, 트랜스듀서 케이스(44)와 샤프트(70) 사이, 아암(80)과 제너레이터(50)사이에 진동전달 방지부재를 개재하여 결합시키기 때문에 도파관(42)에서의 초음파 진동이 제너레이터(50) 내부에 있는 전자회로에 전달되지 않으므로 제너레이터(50)의 내구성을 높일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치의 사용상태에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치는 일반적으로 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)가 수평인 상태에서 아암(80)으로 연결 고정되어 사용된다.
그러나 이와 같이 사용하는 것이 제너레이터(50) 부분이 뒤쪽으로 많이 돌출되기 때문에 현장의 여건에 따라서는 도 5에서 보여주는 바와 같이 트랜스듀서(40)의 상부에 제너레이터(50)가 설치되도록 아암(80)을 연결 고정하여 사용할 수 있다. 이와 같이 사용하는 경우에는 연결부재의 길이가 트랜스듀서 케이스(44)의 길이와 제너레이터 케이스(52)의 길이를 합한 길이의 1/2보다는 길어야 한다.
상술한 실시예에서는 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50) 사이에 샤프트(70)와 아암(80)을 사용하여 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 일체화시키는 것으로 설명하였지만, 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)의 폭이 동일한 경우에는 샤프트(70)를 사용하지 않고 아암(80)만을 사용하여 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 일체화시킬 수도 있다.
또한, 제너레이터(50)의 폭이 트랜스듀서(40)의 폭보다 작은 경우에는 제너레이터(50) 쪽에 샤프트(70)를 설치하여 트랜스듀서(40)와 제너레이터(50)를 일체화시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 일체형 초음파 스케일 방지 및 제거장치는 보일러, 열교환기, 배관 등에 발생하는 스케일 생성을 억제하고 생성된 스케일을 제거하기 위한 분야에서 유용하게 사용할 수 있는 것이다.

Claims (7)

  1. 펄스 제너레이터와 상기 펄스 제너레이터에서 발생된 펄스 전압에 의해 초음파 진동을 발생하는 트랜스듀서에 의해 각종 배관내에 생성되는 스케일을 억제하고, 생성된 스케일을 제거하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치에 있어서,
    상기 하나의 펄스 제너레이터와 상기 하나의 트랜스듀서가 봉형의 연결부재로 연결하여 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 봉형의 연결부재는 진동전달 방지부재를 개재하여 상기 펄스 제너레이터와 상기 트랜스듀서에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 봉형의 연결부재는 진동전달 방지부재를 개재하여 볼트로서 상기 펄스 제너레이터와 상기 트랜스듀서에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 봉형의 연결부재는 샤프트의 일단과 연결되고, 상기 샤프트의 타단은 상기 트랜스듀서에 진동전달 방지부재를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 트랜스듀서는 초음파 진동을 발생하는 자왜 진동자와 상기 자왜 진동자에서 발생된 진동을 상기 각종 배관에 전달하는 도파관과 이들을 수용하는 트랜스듀서 케이스를 포함하고, 상기 도판관은 진동전달 방지부재를 개재하여 상기 트랜스듀서 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉형의 연결부재의 길이는 상기 트랜스듀서 케이스의 길이와 상기 제너레이터 케이스의 길이를 합한 길이의 1/2보다 길고, 1m이내인 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제너레이터에서 발생하는 펄스의 주파수는 상기 각종 배관이 갖는 고유 진동주파수와 동일한 주파수로 발진하는 것을 특징으로 하는 초음파 스케일 방지 및 제거장치.
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