WO2014046510A1 - 볼 재순환 장치 - Google Patents

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WO2014046510A1
WO2014046510A1 PCT/KR2013/008495 KR2013008495W WO2014046510A1 WO 2014046510 A1 WO2014046510 A1 WO 2014046510A1 KR 2013008495 W KR2013008495 W KR 2013008495W WO 2014046510 A1 WO2014046510 A1 WO 2014046510A1
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ball
balls
counter
flow path
tube
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PCT/KR2013/008495
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임종필
추상필
김건기
나성철
최종근
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정우산기 주식회사
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    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/12—Fluid-propelled scrapers, bullets, or like solid bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/053—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
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    • B08B9/0551—Control mechanisms therefor
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    • B08B9/0552—Spherically shaped pigs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B9/057—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction the cleaning devices being entrained discrete elements, e.g. balls, grinding elements, brushes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G15/00—Details
    • F28G15/003—Control arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M7/00—Counting of objects carried by a conveyor

Definitions

  • the present invention relates to a ball recirculation device. More particularly, the present invention relates to a ball recirculation apparatus for circulating a plurality of balls for cleaning a conduit.
  • Pipe lines through which fluids such as water flow over time will accumulate rust or foreign matter in the pipe lines, and if left untreated, the pipes become narrower, which causes problems with devices or systems not operating properly.
  • the conduit can be, for example, a number of tubes installed in a heat exchanger facility of a power plant.
  • the power plant heat exchanger facility consists of many tubes, and is a device that cools the power plant water using sea water or fresh water.
  • the principle of cleaning is to insert the washing balls with elasticity into the water box where the coolant flows, so that the washing balls are evenly distributed in the water chamber and flow into the respective tubes to clean the inner surface of the tube. .
  • the cleaning ball passed through the tube is separated from the cooling water by a strainer located at the outlet, and then again passed through a ball recirculation pump (hereinafter referred to as a pump) and a ball collector.
  • a ball recirculation pump hereinafter referred to as a pump
  • a ball collector By re-injecting into the water chamber inlet through the Ball Injection Nozzle, continuous tube cleaning is possible.
  • this can maintain the cleanness of the condenser tube to maintain a constant heat transfer rate of the tube, thereby ensuring the performance of the condenser or heat exchanger.
  • the prior art takes a method of checking the degree of washing with the recovery rate of the washing ball, that is, how many are recovered compared to the number put into the circuit. For example, if 950 pieces were recovered when circulating 1000 balls for rinsing and returning them to a circulation path, it was evaluated that washing was better than 900 pieces.
  • the washing facility uses a counter as a means for checking whether or not a proper number of balls for washing circulate well through the washing facility.
  • the counter is a device for counting the number of balls for washing circulating in the circulation.
  • Conventional counters (Publication No. 10-2005-0008214) generally install a transparent flow path in the middle of a circulation path and install a sensor outside the flow path to irradiate infrared rays to detect the balls flowing inside the flow path and count the number of balls. It is a structure.
  • this conventional structure has a problem in that an error occurs in counting the number of balls for washing because a plurality of balls are grouped to pass through the inside of the flow path tube can be detected at the same time.
  • One embodiment of the present invention is to provide a ball recirculation apparatus for checking the degree of pipe cleaning in a new method to solve the problems of the prior art.
  • one embodiment of the present invention is one object to provide a counter that can accurately count the number of the balls for washing by preventing the plurality of balls for washing pass through the inside of the flow path in a group.
  • the ball recirculation apparatus as an embodiment of the present invention may include a circulation path through which the fluid and the ball circulate.
  • the circulation path may comprise a coolant tube of the heat exchanger.
  • the pump may be installed on the circulation path and pump the fluid.
  • it may include a counter for counting the time and the number of the ball.
  • the counter may, by way of example, count the number of balls passing during a particular time.
  • the specific time may be a ball cycle.
  • the counter may calculate the ball cycle circulation rate by dividing the number of balls counted during the ball circulation cycle by the number of balls put into the circuit.
  • the counter may count the time it takes for a certain number of balls to cycle the set number of times.
  • the counter may count as many balls as the balls are put into the circuit, and count the time taken for the counted number of balls to cycle the set number of times.
  • the specific number may be the number of balls actually circulating in the circuit.
  • the specific number may be smaller than the number of balls introduced into the circuit.
  • the counter may, by way of example, count the time it takes for a certain number of balls to pass.
  • the counter may count the time taken for the number of balls to pass through the circuit to pass.
  • the specific number may be the number of balls actually circulating in the circuit.
  • the specific number may be smaller than the number of balls introduced into the circuit.
  • the ball may be an elastic material.
  • the ball diameter may be larger than the inner diameter of the cooling water tube.
  • the counter may include a first flow path tube through which the ball and fluid flow.
  • it may include a second flow pipe is installed in the first flow pipe.
  • the display device may further include a screen installed in the first flow pipe and having an inclined surface to guide the ball introduced into the first flow pipe to the second flow pipe.
  • the sensor may further include a sensor for counting the number of the balls flowing in the second flow path.
  • the first flow path tube and the second flow path tube may be cylindrical.
  • the first flow path tube may be formed such that the flow direction of the fluid and the ball is in the same direction.
  • the second flow path tube may be formed such that the flow direction of the fluid and the ball is in the same direction.
  • the first flow pipe may have connecting portions at both sides. It can be connected to the circuit through the connection.
  • the diameter of the second flow path tube may be larger than the diameter of the ball.
  • the screen may be formed with a plurality of spaces large enough to not penetrate the ball.
  • the total flow path cross-sectional area of the plurality of spaces may be larger than the flow path cross-sectional area of the second flow path tube.
  • the screen may be in the form of a funnel in one embodiment.
  • the sensor may have a light emitting unit.
  • the sensor may have a light receiving unit.
  • At least a portion of the first flow path tube may be transparent so that light of the light emitting part may be irradiated to the light receiving part.
  • a portion corresponding to the transparent portion of the first flow pipe may be transparent in the second flow pipe.
  • a new criterion for more effectively determining the degree of cleaning the conduit in consideration of time and the number of balls is set. present.
  • the durability of the counter device can be improved, and manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 shows a ball recycling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a ball counter according to an embodiment (first embodiment) of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view illustrating a state in which a second flow path tube and a screen are coupled in a counter according to another embodiment (second embodiment) of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a counter is connected to a circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating balls flowing into a second flow path of a counter according to a second embodiment of the present invention connected to a circulation path.
  • FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a conventional counter.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a conventional improved counter.
  • FIG 8 shows a ball recirculation apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a configuration diagram and a partially enlarged view schematically showing a ball recycling apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. It is combined with the power plant heat exchanger (2) for use as a power plant heat exchanger cleaning device.
  • the ball recirculation apparatus 1 may include a circulation path 3, a pump 4, a counter 5, and a strainer 8.
  • the circulation path 3 comprises a coolant tube 11 of the heat exchanger 2, in which the fluid and the ball 7 circulate.
  • the strainer 8 may be installed on the circulation passage 3.
  • the pump 4 may be installed on the circulation path 3 and pumps and circulates the fluid.
  • the counter 5 is installed on the circulation path 3 and counts the number of balls 7 circulating in the circulation path 3.
  • the material of the ball 7 may be an elastic material.
  • it may be silicone, sponge or rubber.
  • the circulation path 3 may include an inlet pipe 10, an outlet pipe 12, a coolant tube 11, and a circulation pipe 13.
  • the strainer 8 is installed on the outlet pipe 12, and serves to separate the ball 7 and the fluid on the outlet pipe 12 to move to the circulation pipe (13).
  • the heat exchanger 2 may comprise a body 9 and a coolant tube 11.
  • An inlet pipe 10 is connected upstream of the body 9, an outlet pipe 12 is connected downstream, and an inlet pipe 10 and an outlet pipe 12 and an inside of the body 9 of the heat exchanger 2.
  • a plurality of coolant tubes 11 to be connected may be installed.
  • the cooling water can be, for example, sea water or fresh water.
  • the coolant flows into the main body 9 through the inlet pipe 10, passes through the plurality of coolant tubes 11 inside the main body 9, exits the outlet pipe 12, and is discharged to the outside.
  • the fluid may be circulating water that continues to circulate through the circulation path 3 without entering or exiting the heat exchanger 2 as part of the cooling water.
  • the fluid which is part of the coolant, exits the outlet pipe 12 through the strainer 8 connected to the middle of the outlet pipe 12 and then through the inlet pipe 10 through the circulation pipe 13 to the coolant tube 11. Inflow. That is, it circulates along the circulation path 3.
  • the ball 7 may be circulated with the fluid in the circulation path 3.
  • the counter 5 counts the time and the number of balls 7 circulating in the circulation path 3 so as to know whether the inside of the coolant tube 11 is well cleaned.
  • the method of determining the degree of tube washing using the counter 5 and the structure of the counter 5 will be described later.
  • a method of washing the coolant tube 11 will be described.
  • a plurality of balls 7 are introduced into the circulation path 3 through an input unit (not shown).
  • the fluid circulates in the circulation path 3 by the pump 4, and a plurality of balls 7 circulate with the fluid.
  • the ball 7 and the fluid flow along the circulation pipe 13 and enter the inlet pipe 10.
  • the cooling water, the ball 7 and the fluid joined in the inlet pipe 10 flow into the heat exchanger body 9 together.
  • the heat exchanger main body 9 is provided with a plurality of cooling water tubes 11.
  • the diameter of the ball 7 passing through the coolant tube 11 is larger than the inner diameter of the coolant tube 11.
  • the diameter of the ball 7 may be 1 to 2 mm larger than the inner diameter of the coolant tube 11.
  • the ball 7 may be an elastic material. Therefore, the ball 7 is elastically deformed while passing through the tube 11. That is, the ball 7 fits tightly to the inner surface of the tube 11 when passing through the tube 11, and adheres to the inner surface of the tube 11 to scrape off the scale accumulated in the tube 11. See partial enlargement of FIG. 1). This structure has the effect that the scale solidified on the inner surface of the tube 11 is easily removed.
  • the ball 7 which has passed through the tube 11 moves back to the outlet pipe 12 together with the coolant and the fluid. Cooling water is discharged to the outside through the outlet pipe 12, the fluid and the ball (7) is moved to the circulation pipe 13 through the strainer (8) installed in the middle of the outlet pipe 12 to recycle the circulation path (3) do.
  • the ball recirculation apparatus 1 proposes a new standard for determining whether the coolant tube 11 is well cleaned.
  • the prior art takes a method of checking the degree of washing with the recovery rate of the washing ball (7), that is, how many have been recovered compared to the number put into the circulation path (3). For example, if 950 pieces were recovered when circulating 1000 pieces of washing balls (7) in the circulation path (3) and then recovering them, the degree of washing was evaluated by evaluating that the washing was better than 900 pieces. Check it.
  • the prior art is a method of determining whether or not the number of the recovered ball (7) was washed well.
  • the balls 7 introduced into the circulation path 3 may be vortices generated by the structure of the circulation path 3, the internal shape of the circulation path 3, or the like.
  • a method of using the phenomenon that the number of the balls 7 recovered after the washing is finished due to the pinching and disappearing of the balls 7 is smaller than the number of the balls 7 put in, a large amount of balls 7 If the circulation path 3 is circulated, the premise that the pipe cleaning is performed better than the case where a small amount of balls 7 circulate through the circulation path 3 is performed.
  • evaluating the number of remaining balls 7 except the lost amount may be meaningless as a criterion for evaluating the degree of washing.
  • the ball recirculation apparatus 1 presents a criterion including a concept of time as well as the number of balls as a criterion representing the degree of washing.
  • the counter 5 of the ball recirculation apparatus 1 may count the time and the number of the balls 7 in order to determine the degree of cleaning in relation to the circulation of the balls 7. have.
  • the counter 5 does not count only the number of balls 7.
  • the counter 5 includes a controller (not shown).
  • the counter 5 may count the time associated with the number of balls 7 passing through the counter 5 via the control.
  • the counter 5 may count the number of balls 7 passing through the counter 5 for a specific time. For example, the number of balls 7 passing through the counter 5 can be counted for one hour. In this case, the higher the counting result (number of balls), the better the degree of washing can be evaluated.
  • the specific time may be a ball cycle.
  • the ball cycle may be defined as the time it takes for the ball to cycle through the circuit 3 once.
  • the ball circulation cycle can be confirmed by, for example, circulating one ball 7 once on the circulation path 3 and measuring the circulation time.
  • a plurality of balls (7) is put on the circulation path (3), the ball 7 of the ball (7) of the inserted ball (7) of different color or by attaching a sensor to some of the ball (7) This can be checked by measuring the time at which they cycle once.
  • the time when the balls 7 line up on the ball collector (not shown) that is, the time when the balls 7 stay on the ball collector and one ball 7 once
  • the velocity of the fluid and the circulation speed of the ball 7 are the same, the velocity of the fluid circulating through the circulation path 3 may be measured, and then the length of the circulation path 3 may be divided by the velocity of the fluid.
  • the degree of tube cleaning can be assessed by calculating the ball cycle circulation rate.
  • the ball cycle circulation rate is a value obtained by dividing the number of balls 7 counted during the cycle by the number of balls 7 put into the circuit 3. During the ball circulation period, the ball cycle circulation rate may be calculated by counting the number of balls 7 passing through the counter 5 by dividing the number by the number of balls 7 introduced into the circulation path 3. The better the ball cycle circulation rate, the better the degree of washing.
  • the counter 5 may count the time it takes for a certain number of balls 7 to cycle the set number of times in the circuit 3.
  • the set number of cycles means a preset number of cycles.
  • the counter 5 can count the time it takes for the whole group of balls 7 to circulate through the circuit 3 n times (n is a positive integer).
  • the specific number may be the number of balls 7 introduced into the circuit 3.
  • the number of the balls 7 injected may be the number of balls 7 put on the circulation path 3 by way of example. That is, the time taken to circulate the set number of times with respect to the whole ball
  • the counter 5 counts the number from the number 1 ball 7. After counting 950 ball (7) to the 950th counting, recirculate the circuit (3) to count the first ball (7) returning to the counter (5) to the 951th counting, and thus 50 balls sequentially (7) is counted 1000th.
  • the counter 5 counts the number of balls from the first ball 7 to the 900th ball 7 to the 900th. After counting, the circuit 3 is recycled to count the first ball 7 returning back to the counter 5 to the 901th, and thus, the ball 100 is counted to the 1000th.
  • the second case counted longer than the first case That is, the time for which the first case circulates the circulation path 3 by the ball 7 is shorter. Therefore, it can be evaluated that the first case is better.
  • the specific number here may also be the number of balls 7 actually circulating on the circuit 3. If there is a ball 7 which does not circulate due to the structure of the circuit 3, the vortex caused by the internal shape of the circuit 3 or the pinching and disappearing of the ball 7, etc., the ball 7 actually circulates. We can count the time it takes to cycle the set number of times.
  • the specific number may be smaller than the number of balls 7 introduced into the circuit 3. For example, one may count the time it takes for one hundred balls 7 to cycle once.
  • the counter 5 may count the time it takes for a certain number of balls 7 to pass.
  • the counter 5 can count the time it takes for the 1000 presets to pass. In this case, the smaller the counting result (time), the better the degree of washing can be evaluated.
  • the counter 5 includes a plurality of balls 7 and a first flow path tube 21 into which fluid is introduced, a second flow path tube 22 installed in the first flow path tube 21, and a first flow path.
  • a screen 23 installed in the tube 21 and a sensor 24 for counting the number of balls 7 flowing in the second flow path tube 22 may be included.
  • Arrows indicated by dotted lines in FIG. 2 indicate the flow direction of the fluid, and arrows indicated by solid lines indicate the flow direction of the ball 7.
  • the first flow path tube 21 may have a hollow cylindrical shape. In addition, there may be a transparent portion in whole or in part so that the light irradiated from the sensor 24 to be described later can pass. Both ends of the first flow path tube 21 may include a connecting portion for allowing the counter 5 to be connected to the circulation path 3 through which the fluid flows.
  • the second flow path tube 22 may have a hollow cylindrical shape.
  • a portion corresponding to a transparent portion of the first flow path tube 21 may be transparent so that light emitted from the sensor 24 to be described later may pass.
  • the diameter of the second flow path tube 22 is larger than the diameter of the ball 7.
  • the diameter of the second flow path tube 22 is such that two balls 7 cannot pass at the same time.
  • the length of the second flow path tube 22 may be longer than the length of the first flow path tube 21.
  • the screen 23 may have a plurality of spaces 25 formed therein.
  • the size of one space is such that the ball 7 does not pass through.
  • the total flow path cross-sectional area of the plurality of spaces 25 is larger than the flow path cross-sectional area of the second flow path tube 22. Therefore, the fluid flowing inside the first flow path tube 21 flows more through the screen 23 than the second flow path tube 22. As a result, the fluid flows smoothly in the first flow path tube 21.
  • the shape of the space 25 may be variously formed into a rectangle, a circle, or the like. The space 25 is sufficient to allow the fluid to pass through, but the ball 7 cannot be passed through.
  • One side of the screen 23 may be connected to the first flow path tube 21, and the other side thereof may be connected to the second flow path tube 22.
  • the screen 23 and the second flow path tube 22 may be integrally formed.
  • the first flow path tube 21 and the screen 23 may be integrally formed.
  • the diameter of the portion connected to the first flow path tube 21 of the screen 23 is larger than the diameter of the portion connected to the second flow path tube 22.
  • Screen 23 may be in the form of a funnel.
  • Screen 23 has an inclined surface. That is, the inclination of the first flow path tube 21 or the second flow path tube 22 is inclined.
  • the contour leading from the portion connected to the first flow pipe 21 to the portion connected to the second flow pipe 22 does not necessarily need to be a straight line.
  • the inclined surface guides the ball 7 flowing inside the first flow passage 21 to the center where the second flow passage 22 is located. That is, the fluid flows through the space 25 formed on the inclined surface, and the fluid and the ball 7 flow through the second flow path tube 22 connected to the center of the screen 23.
  • the ball 7 After the ball 7 exits the second flow path tube 22, the ball 7 is circulated again along the circulation path 3.
  • the sensor 24 has a light emitting portion 24a and a light receiving portion 24b according to the embodiment.
  • the first flow pipe 21 may be installed inside or outside. In the case of being installed inside the first flow pipe 21, it is preferable to have a separate waterproof means.
  • the light emitting part 24a and the light receiving part 24b may be provided to face each other with the second flow path tube 22 therebetween so as to be positioned on the side of the second flow path tube 22.
  • the light emitter 24a may irradiate light.
  • the light receiver 24b may detect light emitted from the light emitter 24a.
  • the light may be infrared, depending on the embodiment.
  • the light irradiated from the light emitter 24a may pass through the transparent portion of the first flow path tube 21 or the second flow path tube 22 to be incident to the light receiver 24b.
  • the light receiving unit 24b may detect light only when the ball 7 does not pass through the second flow path tube 22.
  • the light receiver 24b detects light
  • the light receiver 24b sends a detection signal to the controller.
  • the control unit counts the number of balls 7 passing through the second flow path tube 22 according to the detection signal transmitted by the sensor 24.
  • the control unit for counting the number of balls 7 and the wires for electrically connecting the control unit and the sensor 24 are already known techniques, and thus description thereof will be omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the second flow path tube 22 and the screen 23 are coupled to each other in the counter 5 according to another embodiment (second embodiment) of the present invention.
  • the illustration of the sensor 24 is omitted.
  • 3 illustrates a case where the material of the second flow path tube 22 is transparent.
  • the screen 23 includes a flange portion 31, a body portion 32 and a second flow passage connecting portion 33.
  • the flange portion 31 is formed with a bolt hole 34 that can be fastened to the first flow path tube 21 and the circulation path 3.
  • the body part 32 is formed in the shape which the some comb teeth 35 extended radially outward from the center.
  • a space 25 is formed between the comb teeth 35 and the comb teeth 35.
  • the second flow path pipe connecting portion 33 is cylindrical, and a plurality of bolts 36 are fitted to the circumferential surface in order to be fastened to the second flow path pipe 22.
  • the second flow path tube 22 and the screen 23 may be integrally formed.
  • the second flow path tube 22, the screen 23, and the first flow path tube 21 may be integrally formed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the counter 5 according to the second embodiment of the present invention is connected to the circulation passage 3.
  • the illustration of the sensor 24 is omitted.
  • the combination of the second flow path pipe 22 and the screen 23 is connected to the first flow path pipe 21, the circulation path 3 is connected to both ends of the first flow path pipe 21 Indicates. Both ends of the circulation passage 3 are bent in the shape of "a", and both ends of the first flow path tube 21 are also bent in the shape of "a”.
  • the connection part 37 located on the right side is fastened by a bolt 38 by joining the first flow path tube 21 and the flange portion 31 and the pipe line of the screen 23 in turn.
  • a pair of connecting portions connecting both ends of the first flow path tube 21 to the circulation path 3 may be attached separately, instead of being bent into a shape of “a”.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the ball 7 flows into the second flow path pipe 22 of the counter 5 according to the second embodiment of the present invention connected to the circulation path 3.
  • the illustration of the sensor 24 is omitted.
  • the balls 7, which randomly flowed in a plurality of rows, are guided to the center through the inclined surfaces of the screens 23, and exit through the second flow path tube 22 one by one.
  • the conventional counter 40 includes a housing 41, a sensing means 42, and a cleaning ball 7.
  • the principle of operation is to detect the number of cleaning balls 7 by irradiating infrared rays 44 to the plurality of cleaning balls 7 passing through the inside of the housing 41 by the sensing means 42 located outside the housing 41. Counting takes place.
  • the sensing means 42 can simultaneously detect several balls 7. An error occurred in counting the number of (7), but the counter 5 according to the embodiment of the present invention has the effect of enabling accurate counting because the balls 7 are pulled out one by one by the second flow pipe 22. have.
  • the conventional improved counter 50 includes a housing 51, alignment means 56 for aligning and advancing the plurality of cleaning balls 7 introduced into the housing 51, and the cleaning balls 7. ) And a plurality of proceeding aligned by the speed adjusting means 61, the alignment means 56 consisting of a flow rate control plate (60a, 60b) formed with a hole 57 and a plurality of bypass holes 58 through which one can pass one by one Sensing means (59a, 59b) for detecting the washing ball (7).
  • a flow rate control plate 60a, 60b
  • the alignment means 56 consisting of a flow rate control plate (60a, 60b) formed with a hole 57 and a plurality of bypass holes 58 through which one can pass one by one Sensing means (59a, 59b) for detecting the washing ball (7).
  • the alignment means 56 is installed in the housing 51 spaced apart from each other, consisting of a plurality of alignment plates 54, 55 having a plurality of holes 53 through which the cleaning ball 7 can pass.
  • the holes 53 formed in the two alignment plates 54 and 55 which are adjacent to each other are arranged to cross each other.
  • Sensing means (59a, 59b) is a counter tube 52 formed so that a plurality of washing balls (7) passing through the alignment means 56 one by one, and the washing ball (7) in the counter tube (52) First and second incisions having a predetermined position difference in the advancing direction, one end of which is fixed to an outer surface of the counter tube 52, and the other end thereof is positioned in the first and second incisions, so that the counter tube 52 is inside.
  • the counter 5 has an advantage that a non-contact sensor can be used because the diameter of the second flow path tube 22 is sufficiently larger than that of the ball 7.
  • the balls 7 are led to the center of the screen 23 along the inclined surface and exit one by one through the second flow pipe 22.
  • the ball 7 is not pushed by the hydraulic pressure and passes through the inside of the second flow path tube 22.
  • the ball (7) is one of the second flow path tube 22 after the other enters into the second flow path tube 22, the passage of the fluid is passed through the ball (7) that follows There is no effect of pushing the ball 7 passing in front of this, and the probability that the balls 7 stick to each other is low.
  • the configuration of the product is simple and simple, so that the durability of the product is good and the cost of manufacturing the product is low.
  • the conventional improved counter 50 (refer to FIG. 7) has a speed adjusting means 61 and an alignment means 56 connected at right angles to the longitudinal direction of the counter tube 52 and the flow direction of the fluid so that the fluid and the ball
  • the counter 5 according to the embodiment of the present invention has a screen 23 having an inclined surface on which a plurality of spaces 25 are formed or installed so that the flow of the fluid and the ball 7 This is smooth.
  • the first and second sensing plates 64, 65 of the conventional improved counter 50 are elastically deformed in direct contact with the ball 7 passing through the counter tube 52 and sensed.
  • the signal is transmitted to the first and second sensors 62 and 63. Therefore, since the sensing plates 24 and 25 are in direct contact with the plurality of balls 7, the sensing means 59a and 59b are easily broken, and the material of the balls 7 is easily worn such as silicone and sponge. There is a problem that these balls (7) are easily worn out.
  • the counter 5 according to the embodiment of the present invention has the advantage that the sensor 24 does not directly contact the ball 7, so that the ball 7 does not wear or the sensor 24 breaks due to the contact. There is this.
  • the counter 5 according to the embodiment of the present invention has an advantage of more accurately counting the number of balls 7. It can also be used to count the time as well as the number, including the control.
  • FIG. 8 shows a ball recycling apparatus 160 according to another embodiment of the present invention.
  • the ball recirculation apparatus 160 includes an air compressor 161 for generating high pressure compressed air, and a high pressure compressed air that receives the fluid w and is discharged from the air compressor 161. It receives the injector 162 and the plurality of cleaning balls 107 for supplying and discharging the fluid w to the power plant heat exchanger system side, and the cleaning ball 107 together with the high pressure fluid discharged from the injector 162. Ball collector 163 for discharging to the power plant heat exchanger system side and the ball 107 discharged from the ball collector 63 and passed through the heat exchanger 164 to the ball collector 163 side. And a ball strainer 165.
  • the first solenoid valve 167 is installed in the pipeline 166 connecting the air compressor 161 and the injector 162, and the pipeline 170 connecting the ball collector 163 and the inlet pipe 169 of the heat exchanger system. ), A first check valve 171 is installed, and a second check valve 172 is installed in a conduit 174 connecting the ball strainer 165 and the ball collector 163.
  • the injector 162 is provided with a drain pipe 175 for discharging the high pressure compressed air in the injector 162 to the outside, and the second solenoid valve 168 is installed in the middle of the drain pipe 175.
  • the controller 173 controls the opening and closing timing of the first and second solenoid valves 167 and 168 so that the ball recirculation apparatus 160 can be smoothly operated.
  • the controller 173 switches the first solenoid valve 167 to the closed state. do.
  • the plurality of washing balls 107 introduced into the heat exchanger 164 are in close contact with the inner wall of the pipe of the heat exchanger 164 and pass through the pipe to remove scales fixed to the wall.
  • the fluid passing through the heat exchanger 164 passes through the outflow pipe and is discharged to the outside through the ball strainer 165, and the cleaning ball 107 passes through the conduit 174 while passing through the ball strainer 165. 2 is recycled to the heat exchanger 164 again via the check valve 172 and the first check valve 171.
  • the control unit 173 closes the second check valve 172, and the washing ball 107 passes through the conduit 174 and waits at the inlet of the second check valve 172 in a stopped state.
  • the controller 173 opens the second solenoid valve 168 so that the high pressure air in the injector 162 is drained. 175 is discharged to the outside.
  • the cleaning ball 107 is returned to the ball collector 163 via the second check valve 172, and the fluid passes through the ball collector 163 to refill the inside of the injector 162.
  • the controller 173 closes the second solenoid valve 168, thereby initializing the ball recirculation device 160.
  • the counter 105 may be installed in the ball recirculation device 160 in the middle of the conduit 174 connecting the outlet side of the ball strainer 165 and the inlet side of the second check valve 172. .

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 볼 재순환 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 열교환기의 냉각수 튜브를 포함하며, 볼과 유체가 순환하는 순환로; 상기 순환로 상에 설치되며 상기 볼과 상기 유체를 펌핑하는 펌프; 및 상기 볼의 순환과 관련하여, 시간 및 상기 볼의 개수를 카운팅하기 위한 카운터를 포함하는 볼 재순환 장치를 제공한다.

Description

볼 재순환 장치
본 발명은 볼 재순환 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 관로를 세척하기 위하여 다수의 볼을 순환시키는 볼 재순환 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
물 등과 같은 유체가 흐르는 관로는 시간이 경과 함에 따라 관로 내부에 녹이나 이물질 등이 축적되므로 그대로 방치하면 관로가 점점 좁아져 장치나 시스템이 제대로 작동되지 않는 문제가 생긴다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 근자에는 관로 내에 다수의 세척용 볼을 투입하여 관로 내부를 순환시킴으로써 관로 내부에 축적되어 있는 스케일을 제거하는 기술들이 적용되고 있다.
관로는 예를 들어, 발전소의 열교환기 설비에 설치되는 다수의 튜브일 수 있다. 발전소 열교환기 설비는 많은 튜브로 구성되어 있고, 해수나 담수를 이용하여 발전용수를 냉각하는 장치인데, 해당튜브를 세척하는 설비를 세정설비라고 한다.
세정의 원리는 냉각수가 흐르는 복수기 수실(Water Box)에 탄성을 가진 세척용 볼을 투입시켜 줌으로써, 해당 세척용 볼들이 수실에서 골고루 분산되어 각각의 튜브 내로 흘러들어감으로써 튜브 내면을 세정하는 방식으로 이루어진다.
이렇게 튜브를 통과한 세척용 볼은 출구에 위치한 스트레이너(Strainer)에 의해 냉각수로부터 분리되어, 다시 볼 재순환 펌프(Ball Recirculation Pump)(이하, 펌프라고 한다) 및 볼 수집기(Ball Collector)를 통과하여 볼 주입 노즐(Ball Injection Nozzle)을 통해 수실 입구로 재주입됨으로써, 연속적인 튜브 세정이 가능하다.
적정 수량의 세척용 볼이 상기 세정 설비를 통해 잘 순환한다면, 이로 인해 콘덴서 튜브의 청결을 유지하여 해당 튜브의 열 전달률을 일정하게 유지시켜 줌으로서, 콘덴서나 열 교환기의 성능이 보장될 수 있다.
따라서 적정 수량의 세척용 볼이 상기 세정 설비를 통해 잘 순환하는지 여부를 확인하는 것이 필요하다.
종래 기술은 세척용 볼의 회수율, 즉 순환로에 투입한 개수 대비 몇 개가 회수되었는지 여부를 가지고 세척의 정도를 확인하는 방법을 취하고 있다. 예컨대, 세척용 볼 1000개를 순환로에 투입시켜 순환시킨 뒤에 이를 다시 회수할 때 950개가 회수되었다면 900개가 회수된 경우보다 세척이 더욱 잘 이루어졌다고 평가하는 방식이다.
그러나 종래 기술은 순환로를 순환하는 볼의 개수가 몇 개인지 여부에만 치중하므로 실제로 볼이 얼마나 효율적이고 효과적으로 튜브 세척 역할을 수행했는지 여부에 대하여는 알 수가 없는 문제가 있다.
왜냐하면, 순환로에 투입되는 볼은 순환로의 구조, 순환로 내부형상에 의하여 생기는 와류 또는 볼의 끼임 및 소실 등의 원인에 의하여 순환하지 않는 것들이 생기며, 이렇게 순환하지 않고 있는 볼이 있을 수 있기 때문에 순환하는 볼들의 개수만을 평가하는 것은 세척의 정도를 평가하는 기준으로서 의미가 없을 수 있기 때문이다.
즉 상기 예에서 50개에서 100개 정도의 볼이 정상적으로 순환되지 않거나 소실된 양이라면 반대로 900개 내지 950개의 볼들은 정상적으로 순환하는 양으로 볼 수 있으며, 900개의 볼이 순환로를 순환하면서 충분하게 튜브 세척 기능을 수행해 왔다면 950개가 순환한 경우와 비교하여 세척이 잘못되었다고 평가할 이유가 없다는 점에서 종래 기술은 문제가 있다.
한편, 세정설비는 적정 수량의 세척용 볼이 상기 세정설비를 통해 잘 순환하는지 여부를 확인하는 수단으로서 카운터를 사용한다. 카운터는 순환로 내부를 순환하는 세척용 볼의 개수를 카운팅하는 장치다.
종래의 카운터(공개번호 10-2005-0008214)는 일반적으로 투명한 유로관을 순환로 중도에 설치하고 유로관 외부에 센서를 설치하여 적외선을 조사함으로써 유로관 내부를 흐르는 볼을 감지하여 볼의 개수를 카운팅하는 구조이다.
그러나 이러한 종래의 구조는 다수의 볼이 무리를 지어 유로관 내부를 통과하게 되므로 여러 개의 세척용 볼이 동시에 감지될 수 있어 세척용 볼의 개수를 세는데 있어서 오차가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예는 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 새로운 방법으로 관로 세척의 정도를 확인하는 볼 재순환 장치를 제공하는 데 하나의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 여러 개의 세척용 볼이 무리를 지어 유로관 내부를 통과하지 못하게 함으로써 세척용 볼의 개수를 정확하게 카운팅할 수 있는 카운터를 제공하는 데 하나의 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예로서의 볼 재순환 장치는 유체와 볼이 순환하는 순환로를 포함할 수 있다. 순환로는 열교환기의 냉각수 튜브가 포함될 수 있다.
또한, 상기 순환로 상에 설치되며 상기 유체를 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 볼의 순환과 관련하여, 시간 및 상기 볼의 개수를 카운팅하기 위한 카운터를 포함할 수 있다.
상기 카운터는 실시예적으로 특정 시간 동안 통과하는 볼의 개수를 카운팅할 수 있다. 상기 특정 시간은 볼 순환주기일 수 있다.
상기 카운터는 상기 볼 순환주기 동안 카운팅된 볼의 개수를 상기 순환로에 투입된 볼의 개수로 나누어 볼 주기 순환율을 계산할 수 있다.
상기 카운터는 실시예적으로 특정 개수의 볼이 상기 순환로를 설정 횟수 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
실시예적으로 상기 카운터는, 상기 순환로에 투입된 볼의 개수만큼 카운팅할 수 있고, 상기 카운팅된 개수의 볼이 상기 설정 횟수 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
실시예적으로 상기 특정 개수는 상기 순환로에서 실제로 순환하는 볼의 개수일 수 있다.
실시예적으로 상기 특정 개수는 상기 순환로에 투입된 볼의 개수보다 작을 수 있다.
상기 카운터는 실시예적으로 특정 개수의 볼이 통과하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
실시예적으로 상기 카운터는, 상기 순환로에 투입된 개수만큼의 볼이 통과하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
실시예적으로 상기 특정 개수는 상기 순환로에서 실제로 순환하는 볼의 개수일 수 있다.
실시예적으로 상기 특정 개수는 상기 순환로에 투입된 볼의 개수보다 작을 수 있다.
상기 볼은 탄성 재질일 수 있다.
또한, 상기 볼은 직경이 상기 냉각수 튜브의 내경보다 클 수 있다.
상기 카운터는 볼과 유체가 흐르는 제1 유로관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 유로관 내에 설치되는 제2 유로관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 유로관 내에 설치되되, 상기 제1 유로관 내로 유입된 볼을 상기 제2 유로관으로 유도하도록 경사면을 가지는 스크린(screen)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 유로관 내를 흐르는 상기 볼의 개수를 카운팅(counting)하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
상기 제1 유로관과 제2 유로관은 원통형일 수 있다.
상기 제1 유로관은 상기 유체와 상기 볼의 흐름 방향이 같은 방향이 되도록 형성될 수 있다.
상기 제2 유로관은 상기 유체와 상기 볼의 흐름 방향이 같은 방향이 되도록 형성될 수 있다.
상기 제1 유로관은 양 측면에 연결부를 가질 수 있다. 연결부를 통하여 순환로와 연결될 수 있다.
상기 제2 유로관의 직경은 상기 볼의 직경보다 클 수 있다.
상기 스크린은 상기 볼이 관통하지 않을 정도 크기의 다수의 공간이 형성될 수 있다.
상기 다수의 공간의 총 유로 단면적은 상기 제2 유로관의 유로 단면적보다 클 수 있다.
상기 스크린은 실시예적으로 깔때기 형태일 수 있다.
상기 센서는 발광부를 가질 수 있다. 또한, 상기 센서는 수광부를 가질 수 있다.
상기 발광부의 빛이 상기 수광부에 조사될 수 있도록 상기 제1 유로관의 적어도 일부분이 투명할 수 있다. 또한, 상기 제2 유로관은 상기 제1 유로관의 투명 부분과 대응되는 부분이 투명할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예는, 세척용 볼을 이용하여 관로를 세척하는 장치를 사용함에 있어서, 시간 및 볼의 개수를 고려하여 관로 세척의 정도를 보다 효과적으로 판단할 수 있는 새로운 기준을 제시한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 순환로를 순환하는 세척용 볼의 개수를 보다 정확하게 카운팅할 수 있는 효과가 있다.
또한, 볼 카운터의 구조를 단순하게 함으로써 카운터 장치의 내구성을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 재순환 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예(제1 실시예)에 따른 볼 카운터를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예(제2 실시예)에 따른 카운터에 있어서 제2 유로관과 스크린이 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카운터가 순환로와 연결된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 5는 순환로와 연결된 본 발명의 제2 실시예에 따른 카운터의 제2 유로관 내부로 볼들이 유입되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 6은 종래의 카운터를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 7은 종래의 개선된 카운터를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 볼 재순환 장치를 나타낸다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 볼 재순환 장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 재순환 장치(1)를 개략적으로 나타내는 구성도 및 부분확대도이다. 발전소 열교환기 세척장치의 용도로써 사용하기 위하여 발전소 열교환기(2)와 결합한 모습을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼 재순환 장치(1)는 순환로(3), 펌프(4), 카운터(5) 및 스트레이너(strainer)(8)를 포함할 수 있다. 순환로(3)는 열교환기(2)의 냉각수 튜브(11)를 포함하며, 유체와 볼(7)이 순환한다. 스트레이너(8)는 순환로(3) 상에 설치될 수 있다. 펌프(4)는 순환로(3) 상에 설치될 수 있으며 유체를 펌핑하여 순환시킨다. 카운터(5)는 순환로(3)상에 설치되며, 순환로(3)를 순환하는 볼(7)의 개수를 카운팅한다.
볼(7)의 재질은 탄성 재질일 수 있다. 예컨대, 실리콘, 스폰지 또는 고무일 수 있다.
순환로(3)는 유입 파이프(10), 유출 파이프(12), 냉각수 튜브(11) 및 순환배관(13)을 포함할 수 있다. 스트레이너(8)는 유출 파이프(12) 상에 설치되며, 볼(7)와 유체를 유출 파이프(12) 상에서 분리하여 순환배관(13)으로 이동시키는 역할을 한다.
열교환기(2)는 본체(9)와 냉각수 튜브(11)를 포함할 수 있다. 본체(9)의 상류에는 유입 파이프(10)가 연결되고, 하류에는 유출 파이프(12)가 연결되며 열교환기(2)의 본체(9) 내부에는 유입 파이프(10) 및 유출 파이프(12)와 연결되는 복수의 냉각수 튜브(11)가 설치될 수 있다.
냉각수는 예컨대 해수 또는 담수 등 일 수 있다. 냉각수는 유입 파이프(10)를 통하여 본체(9)로 유입된 뒤 본체(9) 내부의 복수의 냉각수 튜브(11)를 통과하고 유출 파이프(12)로 빠져나가 외부로 배출된다.
유체는 냉각수의 일부로서 열교환기(2)로 유입 또는 유출되지 않고 순환로(3)를 통하여 계속 순환하는 순환수일 수 있다.
냉각수의 일부인 유체는 유출 파이프(12)의 중도에 연결된 스트레이너(8)를 통하여 유출 파이프(12)를 빠져나간 뒤 순환배관(13)을 통하여 다시 유입 파이프(10)를 거쳐서 냉각수 튜브(11)로 유입된다. 즉 순환로(3)를 따라 순환한다. 순환로(3)에는 유체와 함께 볼(7)이 순환할 수 있다.
카운터(5)는 시간 및 순환로(3) 내부를 순환하는 볼(7)의 개수를 카운팅함으로써 냉각수 튜브(11) 내부의 세척이 잘 되고 있는지 여부를 알 수 있게 한다. 카운터(5)를 이용한 튜브 세척 정도를 판단하는 방법 및 카운터(5)의 구조 등에 대하여는 후술한다.
냉각수 튜브(11)를 세척하는 방법에 대하여 설명한다. 다수의 볼(7)을 투입부(미도시)를 통하여 순환로(3)로 투입한다. 펌프(4)에 의하여 순환로(3) 내부를 유체가 순환하며, 유체와 함께 다수의 볼(7)이 순환한다. 볼(7)과 유체는 순환배관(13)을 따라서 흐르다가 유입 파이프(10)로 들어간다. 유입 파이프(10)에서는 외부로부터 유입되는 냉각수, 순환로(3)를 통하여 유입되는 볼(7) 및 유체가 합류한다. 유입 파이프(10)에서 합류한 냉각수와 볼(7)과 유체는 함께 열교환기 본체(9)로 유입된다. 열교환기 본체(9)에는 다수의 냉각수 튜브(11)가 설치되어 있다. 냉각수 튜브(11)를 통과하는 볼(7)의 직경은 냉각수 튜브(11)의 내경보다 크다. 실시예에 따라서는 볼(7)의 직경은 냉각수 튜브(11)의 내경보다 1 내지 2 mm 정도 더 클 수 있다. 볼(7)은 탄성 재질일 수 있다. 따라서 볼(7)은 튜브(11)를 통과하면서 탄성적으로 변형된다. 즉 볼(7)은 튜브(11)를 통과할 때 튜브(11)의 내면에 꽉 끼워 맞추어지며, 튜브(11)의 내면에 밀착되어 튜브(11) 내부에 축적된 스케일을 긁어내며 통과한다(도 1의 부분확대도를 참조). 이러한 구조는 튜브(11)의 내면에 축적되어 고형화된 스케일이 쉽게 제거되는 효과가 있다.
튜브(11)를 통과한 볼(7)은 냉각수 및 유체와 함께 다시 유출 파이프(12)로 이동한다. 유출 파이프(12)를 통하여 냉각수는 외부로 배출되고, 유체와 볼(7)은 유출 파이프(12) 중도에 설치된 스트레이너(8)를 통하여 순환배관(13)으로 이동하며 순환로(3)를 재순환하게 된다.
카운터(5)를 이용하여 튜브 세척 정도를 판단하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼 재순환 장치(1)는 냉각수 튜브(11)가 세척이 잘 이루어지고 있는지 여부를 판단하기 위한 새로운 기준을 제시한다.
우선 튜브(11) 세척의 정도를 판단하는 종래 기술을 살펴본다. 종래 기술은 세척용 볼(7)의 회수율 즉 순환로(3)에 투입한 개수 대비 몇 개가 회수되었는지 여부를 가지고 세척의 정도를 확인하는 방법을 취하고 있다. 예컨대, 세척용 볼(7) 1000개를 순환로(3)에 투입시켜 순환시킨 뒤에 이를 다시 회수할 때 950개가 회수되었다면 900개가 회수된 경우보다 세척이 더욱 잘 이루어졌다고 평가하는 방식으로 세척의 정도를 확인한다.
즉 종래 기술은 회수된 볼(7)의 개수를 세어서 세척이 잘 되었는지 여부를 판정하는 방식이다.
종래 기술은 순환로(3)에 다수의 세척용 볼(7)을 투입하더라도 순환로(3)에 투입되는 볼(7)은 순환로(3)의 구조, 순환로(3)의 내부형상에 의하여 생기는 와류 또는 볼(7)의 끼임 및 소실 등의 원인에 의하여 세척이 종료된 후 회수되는 볼(7)의 개수가 투입된 볼(7)의 개수보다 적어지는 현상을 이용하는 방식으로서, 많은 양의 볼(7)이 순환로(3)를 순환했다면 적은 양의 볼(7)이 순환로(3)를 순환한 경우보다 관로 세척이 더욱 잘 이루어진다는 전제가 바탕이 된다.
그러나 상기 원인에 의하여 순환하지 않고 소실되는 양은 일반적으로 거의 일정하다. 따라서 소실된 양을 제외한 나머지 볼(7)들의 개수를 평가하는 것은 세척의 정도를 평가하는 기준으로서 의미가 없을 수 있다.
즉 상기 예에서 50개에서 100개 정도의 볼(7)이 정상적으로 순환되지 않거나 소실된 양이라면 반대로 900개 내지 950개의 볼(7)들은 정상적으로 순환하는 양으로 볼 수 있으며, 900개의 볼(7)이 순환로(3)를 순환하면서 충분하게 튜브(11) 세척 기능을 수행해 왔다면 950개가 순환한 경우와 비교하여 세척이 잘못되었다고 평가할 이유가 없다는 점에서 종래 기술은 문제가 있다.
결국 종래 기술이 갖는 전제는 회수된 볼(7)의 개수가 투입된 볼(7)의 개수와 비교하여 현저하게 줄어든 경우에나 의미가 있을 뿐이다.
특히 투입된 개수와 회수된 개수의 차이가 미세할수록, 회수율과 같이 볼(7)의 개수만을 비교하는 것은 세척의 정도를 나타내는 기준이 되기 어렵다. 따라서 종래 기술은 세척력을 평가하는 적절한 기준을 제시한다고 보기 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼 재순환 장치(1)는 세척의 정도를 나타내는 기준으로 볼의 개수뿐만 아니라 시간 개념을 포함하는 기준을 제시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼 재순환 장치(1)의 카운터(5)는 볼(7)의 순환과 관련하여, 세척의 정도를 판단하기 위하여 시간 및 상기 볼(7)의 개수를 카운팅할 수 있다. 카운터(5)는 볼(7)의 개수만 카운팅하지 않는다. 카운터(5)는 제어부(미도시)를 포함한다. 카운터(5)는 제어부를 통하여 카운터(5)를 통과하는 볼(7)의 개수와 관련된 시간을 카운팅할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 카운터(5)는 특정 시간 동안 카운터(5)를 통과하는 볼(7)의 개수를 카운팅할 수 있다. 예컨대, 한 시간 동안 카운터(5)를 통과하는 볼(7)의 개수를 카운팅할 수 있다. 이 경우 카운팅한 결과값(볼의 개수)이 높을수록 세척의 정도가 더욱 좋다고 평가할 수 있다.
종래 기술은 순환로(3)를 순환하는 볼(7)의 개수를 확인하기 위하여 직접 볼(7)을 회수하여 개수를 카운팅하였으므로 볼(7)의 개수를 세는 것이 매우 번거로운 문제가 있었다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따르면 순환로(3)를 순환하는 볼(7)의 개수를 카운터(5)를 통하여 직접 카운팅할 수 있으므로 세척의 정도를 확인하는 것이 간편하다.
상기 특정시간은 볼 순환주기일 수 있다. 볼 순환주기는 볼이 순환로(3)를 한번 순환하는데 걸리는 시간으로 정의될 수 있다.
볼 순환주기는 예컨대, 볼(7) 한 개를 순환로(3) 상에서 한번 순환시켜 그 순환시간을 측정하는 방법으로 확인할 수 있다. 다수의 볼(7)을 순환로(3) 상에 투입한 경우는 투입된 볼(7) 중 일부의 볼(7)의 색깔을 달리하거나 일부의 볼(7)에 센서를 부착하여 그 볼(7)들이 한번 순환하는 시간을 측정하는 방법으로 확인할 수 있다. 다수의 볼(7)이 순환로를 순환하는 경우는 볼 수집기(미도시) 상에서 볼(7)들이 일렬로 늘어서는 시간, 즉 볼 수집기 상에서 볼(7)들이 머무는 시간과 볼(7) 한 개가 한번 순환한 시간을 합산하여 다수의 볼(7)들에 대한 순환로(3)의 볼(7) 무리 전체의 순환주기를 계산할 수 있다. 또는 유체의 속도와 볼(7)의 순환속도가 같은 경우, 순환로(3)를 순환하는 유체의 속도를 측정한 뒤 순환로(3)의 길이를 상기 유체의 속도로 나누어 계산할 수도 있다.
튜브 세척의 정도는 볼 주기 순환율을 계산하여 평가할 수 있다. 볼 주기 순환율은 순환주기 동안 카운팅된 볼(7)의 개수를 순환로(3)에 투입한 볼(7)의 개수로 나눈 값이다. 상기 볼 순환주기 동안 카운터(5)를 통과하는 볼(7)의 개수를 카운팅하여 그 개수를 상기 순환로(3)에 투입된 볼(7)의 개수로 나누어 볼 주기 순환율을 계산할 수 있다. 볼 주기 순환율이 좋을수록 세척의 정도가 좋다고 평가될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 카운터(5)는 특정 개수의 볼(7)이 상기 순환로(3)를 설정 횟수 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
여기서 설정 횟수 순환은 기설정된 순환 횟수를 의미한다. 예컨대, 카운터(5)는 순환하는 볼(7) 무리 전체가 순환로(3)를 n회(n은 양의 정수) 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
여기서 특정 개수는 순환로(3)에 투입된 볼(7)의 개수일 수 있다. 여기서 투입된 볼(7)의 개수는 실시예적으로 순환로(3) 상에 투입된 전체 볼(7)의 개수일 수 있다. 즉 순환로(3) 상에 투입된 전체 볼(7)에 대하여 설정 횟수 순환하는 데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다. 예컨대, 1000개의 볼(7)이 투입된 경우 1000개로 카운팅되는 볼(7)이 1회 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
즉 상기 예에서 1000개의 볼(7)을 투입하여 볼(7)들을 회전시켜본 결과 950개의 볼(7)이 순환하는 제1케이스의 경우 카운터(5)는 1번 볼(7)부터 개수를 카운팅하여 950번 볼(7)을 950번째로 카운팅한 후 순환로(3)를 재순환하여 카운터(5)로 되돌아오는 1번 볼(7)을 다시 951번째로 카운팅하게 되며, 이렇게 순차로 50번 볼(7)을 1000번째로 카운팅하게 된다. 1000개의 볼(7)을 투입하여 900개의 볼(7)이 순환하는 제2케이스의 경우는 카운터(5)는 1번 볼(7)부터 개수를 카운팅하여 900번 볼(7)을 900번째로 카운팅한 후 순환로(3)를 재순환하여 카운터(5)로 되돌아오는 1번 볼(7)을 다시 901번째로 카운팅하게 되며, 이렇게 순차로 100번 볼(7)을 1000번째로 카운팅하게 된다.
즉 위 두 가지 케이스를 보면, 투입량인 1000개를 카운팅해도 실질적으로 순환하지 않는 개수(제1케이스는 50개, 제2케이스는 100개)까지도 카운팅할 수 있으므로 결국 투입량인 1000개를 카운팅해도 1 순환주기에 대한 차이는 나오게 된다. 따라서 특정 개수가 순환로(3)에 투입된 볼(7)의 개수인 경우는 의미가 있다.
위 두 가지 케이스를 비교해보면 제2케이스가 제1케이스보다 카운팅한 시간이 더 길다. 즉 제1케이스가 볼(7)이 순환로(3)를 순환하는 시간이 더욱 짧다. 따라서 제1케이스가 더욱 좋다고 평가할 수 있다.
또한, 여기서 특정 개수는 순환로(3) 상에서 실제로 순환하고 있는 볼(7)의 개수일 수도 있다. 순환로(3)의 구조, 순환로(3)의 내부형상에 의하여 생기는 와류 또는 볼(7)의 끼임 및 소실 등의 원인에 의하여 순환하지 않는 볼(7)이 있는 경우에는 실제로 순환하는 볼(7)에 대하여 설정 횟수 순환하는 데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다.
또한, 여기서 특정 개수는 상기 순환로(3)에 투입된 볼(7)의 개수보다 작을 수 있다. 예컨대, 100개의 볼(7)이 1회 순환하는 데 걸리는 시간을 카운팅할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 카운터(5)는 특정 개수의 볼(7)이 통과하는데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다. 예컨대, 카운터(5)는 기설정된 1000개가 통과하는 데 걸리는 시간을 카운팅할 수 있다. 이 경우 카운팅한 결과값(시간)이 적을수록 세척의 정도가 더욱 좋다고 평가될 수 있다.
카운터(5)의 구조에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예(제1 실시예)에 따른 볼 카운터(5)를 도시한 개념도이다. 제어부의 도시는 생략한다. 도시된 바와 같이 카운터(5)는 다수의 볼(7)과 유체가 유입되는 제1 유로관(21), 제1 유로관(21) 내부에 설치되는 제2 유로관(22), 제1 유로관(21) 내에 설치되는 스크린(screen)(23) 및 제2 유로관(22) 내를 흐르는 볼(7)들의 개수를 카운팅하기 위한 센서(24)를 포함할 수 있다. 도 2에서 점선으로 표시한 화살표는 유체의 흐름 방향을 나타내고 실선으로 표시한 화살표는 볼(7)의 흐름 방향을 나타낸다.
제1 유로관(21)은 중공의 원통형의 형상일 수 있다. 또한, 후술할 센서(24)에서 조사되는 빛이 통과할 수 있도록 전체 또는 일부에 투명한 부분이 있을 수 있다. 제1 유로관(21)의 양 단부는 카운터(5)가 유체가 흐르는 순환로(3)와 연결될 수 있도록 하기 위한 연결부를 구비할 수 있다.
제2 유로관(22)은 중공의 원통형의 형상일 수 있다. 또한 후술할 센서(24)에서 조사되는 빛이 통과할 수 있도록 제1 유로관(21)의 투명한 부분과 대응되는 부분이 투명할 수 있다. 제2 유로관(22)의 직경은 볼(7)의 직경보다 크다. 따라서 볼(7)이 유체와 함께 자연스럽게 통과할 수 있다. 즉 볼(7)은 제2 유로관(22) 내부를 통과할 때 속도를 낮추지 않고 유체와 함께 흘러 이동할 수 있다. 제2 유로관(22)의 직경은 볼(7)이 두 개가 동시에 지나갈 수 없을 정도의 크기를 갖는다. 제2 유로관(22)의 길이는 제1 유로관(21)의 길이보다 길 수도 있다.
스크린(23)은 다수의 공간(25)이 형성될 수 있다. 여기서 하나의 공간의 크기는 볼(7)이 통과하지 않을 정도의 크기이다. 다수의 공간(25)의 총 유로 단면적은 제2 유로관(22)의 유로 단면적보다 크다. 따라서 제1 유로관(21) 내부를 흐르는 유체는 제2 유로관(22) 보다는 스크린(23)을 통하여 더 많이 흐르게 된다. 그 결과, 제1 유로관(21) 내에서 유체의 흐름이 원활하다. 공간(25)의 형태는 직사각형, 원형 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 공간(25)은 유체는 통과하되, 볼(7)은 통과할 수 없을 정도의 크기를 가지면 족하다.
스크린(23)의 일측은 제1 유로관(21)에 연결되고, 타측은 제2 유로관(22)과 연결될 수 있다. 실시예에 따라서는 스크린(23)과 제2 유로관(22)은 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제1 유로관(21)과 스크린(23)은 일체로 형성될 수 있다. 스크린(23)의 제1 유로관(21)과 연결된 부분의 직경은 제2 유로관(22)과 연결된 부분의 직경보다 크다. 스크린(23)은 깔때기 형태일 수 있다. 스크린(23)은 경사면을 가진다. 즉 제1 유로관(21) 또는 제2 유로관(22)의 길이방향에 대하여 경사를 갖는다. 다만, 제1 유로관(21)과 연결된 부분에서 제2 유로관(22)과 연결된 부분으로 이어지는 윤곽은 반드시 직선일 필요는 없다. 경사면은 제1 유로관(21) 내부를 흐르는 볼(7)을 제2 유로관(22)이 있는 중심으로 유도하는 역할을 한다. 즉 경사면 상에 형성된 공간(25)을 통하여 유체가 흐르고, 스크린(23) 중심에 연결된 제2 유로관(22)을 통하여 유체와 볼(7)이 흐르게 된다.
볼(7)이 제2 유로관(22)을 빠져나간 다음에는 다시 순환로(3)를 따라 순환하게 된다.
센서(24)는 실시예에 따라서는 발광부(24a)와 수광부(24b)를 갖는다. 또한, 제1 유로관(21) 내부에 설치될 수도 있고, 외부에 설치될 수도 있다. 제1 유로관(21) 내부에 설치되는 경우는 별도의 방수수단을 갖추는 것이 바람직하다. 발광부(24a)와 수광부(24b)는 제2 유로관(22)의 측방에 위치하도록, 제2 유로관(22)을 사이에 두고 서로 대향하도록 설치될 수 있다.
발광부(24a)는 빛을 조사할 수 있다. 수광부(24b)는 발광부(24a)에서 조사된 빛을 감지할 수 있다. 빛은 실시예에 따라서 적외선일 수 있다. 발광부(24a)에서 조사된 빛은 제1 유로관(21) 또는 제2 유로관(22)의 투명한 부분을 통과하여 수광부(24b)로 입사될 수 있다.
실시예에 따라서 볼(7)이 빛을 통과하지 못하는 재질로 이루어진 경우에는 수광부(24b)는 볼(7)이 제2 유로관(22)을 통과하지 않는 경우만 빛을 감지할 수 있다. 수광부(24b)가 빛을 감지하면 감지신호를 제어부로 보낸다. 제어부는 센서(24)에 의하여 송출되는 감지신호에 의하여 제2 유로관(22)을 통과한 볼(7)의 개수를 카운팅한다. 볼(7)의 개수를 카운팅하는 제어부 및 제어부와 센서(24)를 전기적으로 연결하는 전선은 이미 공지된 기술이므로 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예(제2 실시예)에 따른 카운터(5)에 있어서 제2 유로관(22)과 스크린(23)이 결합된 모습을 도시한 사시도이다. 센서(24)의 도시는 생략한다. 도 3은 제2 유로관(22)의 재질이 투명한 경우를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 스크린(23)은 플랜지부(31), 체부(32) 및 제2 유로관연결부(33)를 포함한다. 플랜지부(31)는 제1 유로관(21) 및 순환로(3)와 체결될 수 있는 볼트 구멍(34)이 형성되어 있다. 체부(32)는 복수의 빗살(35)이 중심에서 바깥쪽으로 방사상으로 뻗어나간 형태로 형성되어 있다. 빗살(35)과 빗살(35) 사이에 공간(25)이 형성되어 있다. 제2 유로관연결부(33)는 원통형이며, 제2 유로관(22)과 체결되기 위하여 원주면에 복수개의 볼트(36)가 끼워져 있다. 실시예에 따라서는 제2 유로관(22)과 스크린(23)은 일체로서 형성될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라서는 제2 유로관(22)과 스크린(23)과 제1 유로관(21)은 일체로서 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카운터(5)가 순환로(3)와 연결된 모습을 나타내는 단면도이다. 센서(24)의 도시는 생략한다. 도시된 바와 같이 제2 유로관(22)과 스크린(23)이 결합된 결합체가 제1 유로관(21)에 연결되고, 제1 유로관(21)의 양 단부에 순환로(3)가 연결된 모습을 나타내고 있다. 순환로(3)의 양 단부는 "ㄱ"의 형상으로 절곡되어 있으며 제1 유로관(21)의 양 단부 역시 "ㄱ"의 형상으로 절곡되어 있다. 도 4를 바라볼 때 우측에 위치한 연결부(37)는 제1 유로관(21)과 스크린(23)의 플랜지부(31) 및 관로가 차례로 맞붙어 볼트(38)에 의하여 체결되어 있다. 다만, 또 다른 실시예에서는 제1 유로관(21)의 양 단부가 "ㄱ"의 형상으로 절곡되는 대신 순환로(3)와 연결시켜 주는 한 쌍의 연결부가 별도로 부착될 수도 있다.
도 5는 순환로(3)와 연결된 본 발명의 제2 실시예에 따른 카운터(5)의 제2 유로관(22) 내부로 볼(7)이 유입되는 모습을 나타내는 단면도이다. 센서(24)의 도시는 생략한다. 복수의 열로 무질서하게 흐르던 볼(7)이 스크린(23)의 경사면을 통하여 중심으로 유도되어 제2 유로관(22)을 통하여 하나씩 빠져나가는 모습을 나타내고 있다.
도 6은 종래의 카운터(40)를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도시된 바와 같이 종래의 카운터(40)는 하우징(41), 감지수단(42), 세척용 볼(7)을 포함한다. 동작원리는 하우징(41) 외부에 위치하는 감지수단(42)이 하우징(41) 내부를 통과하는 다수의 세척용 볼(7)에 대하여 적외선44)을 조사하여 세척용 볼(7)의 개수를 세는 구조로 이루어진다.
종래의 카운터(40)(도 6을 참조)는 하우징(41) 내부를 다수의 볼(7)들이 무리를 지어 통과하므로 감지수단(42)이 여러 개의 볼(7)들을 동시에 감지할 수 있어 볼(7)의 개수를 카운팅하는 데 오차가 생겼으나 본 발명의 일 실시예에 따른 카운터(5)는 제2 유로관(22)에 의하여 볼(7)이 하나씩 빠져나가게 되므로 정확한 카운팅이 가능한 효과가 있다.
도 7은 종래의 개선된 카운터(50, 공개번호 10-2006-0028915)를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 7(a)은 사시도이고 도 7(b)은 작동예를 보이는 단면도이다. 도시된 바와 같이 종래의 개선된 카운터(50)는 하우징(51), 하우징(51) 내로 유입된 다수의 세척용 볼(7)을 정렬시켜 진행시키기 위한 정렬수단(56), 세척용 볼(7)이 하나씩 통과할 수 있는 구멍(57)과 다수의 바이패스공(58)이 형성된 유속조절판(60a,60b)으로 이루어지는 속도조절수단(61), 정렬수단(56)에 의해 정렬되어 진행하는 다수의 세척용 볼(7)을 감지하기 위한 감지수단(59a,59b)으로 이루어진다.
정렬수단(56)은 하우징(51)의 내부에 서로 이격되어 설치되고, 세척용 볼(7)이 통과할 수 있는 복수의 구멍(53)을 가지는 복수의 정렬판(54,55)으로 이루어지고, 상호 이웃하는 두 개의 정렬판(54,55)에 형성되는 구멍(53)들은 서로 엇갈리도록 배치된다.
감지수단(59a,59b)은 정렬수단(56)을 통과한 다수의 세척용 볼(7)이 하나씩 그 내부를 통과하도록 형성된 계수관(52)과, 계수관(52)에 세척용 볼(7)의 진행방향으로 소정의 위치차를 가지며 형성되는 제1 및 제2 절개부와, 일단이 계수관(52)의 외측면에 고정되고 타단이 제1 및 제2 절개부에 위치하여 계수관(52)의 내부를 통과하는 세척용 볼(7)과 접촉하여 탄성적으로 변형되는 제1 및 제2 감지판(64,65)과, 제1 및 제2 감지판(64,65)의 변형에 대한 감지신호를 발생시키기 위한 제1 및 제2 센서(62,63)를 포함한다.
종래의 개선된 카운터(50)(도 7을 참조)에서는 계수관(52)의 직경이 작기 때문에 앞에 있는 볼(7)이 뒤에 있는 볼(7)에 의해 밀려나가는 구조이므로 볼(7)들이 서로 밀착되어 계수관(52)을 흐르게 되어 반드시 접촉센서를 통해서만 볼(7)을 카운팅할 수 있는 단점이 있다. 그러나 본 발명의 일실시예에 따른 카운터(5)는 제2 유로관(22)의 직경이 볼(7)의 직경에 비하여 충분히 크므로 비접촉방식의 센서를 사용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카운터(5)에 있어서, 볼(7)은 경사면을 따라서 스크린(23)의 중심으로 유도되고 제2 유로관(22)을 통하여 하나씩 빠져나가게 된다. 볼(7)은 수압에 의하여 밀려서 제2 유로관(22) 내부를 통과하는 것이 아니다. 볼(7)은 하나가 제2 유로관(22) 내부로 진입한 뒤에 다른 하나가 제2 유로관(22) 내부로 진입하게 되고, 유체의 흐름에 의하여 통과하게 되므로 뒤에 따라오는 볼(7)이 앞에서 통과하는 볼(7)을 밀어주는 효과가 없어, 볼(7)들이 서로 붙어서 통과하는 확률이 낮다. 따라서 종래의 개선된 카운터(50)(도 7을 참조)처럼 별도의 정렬수단(56)을 구비할 필요가 없고, 후술할 감지수단(59a,59b)을 여러 개 구비할 필요도 없다. 그 결과 제품의 구성이 단순하고 간단하여 제품의 내구성이 좋고, 제품을 제조하는 비용도 적게 드는 효과가 있다.
또한, 종래의 개선된 카운터(50)(도 7을 참조)는 속도조절수단(61)과 정렬수단(56)이 계수관(52)의 길이 방향 및 유체의 흐름 방향과 직각으로 연결되어 유체와 볼(7)의 흐름이 나쁘지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 카운터(5)는 다수의 공간(25)이 형성된 경사면을 갖는 스크린(23)이 형성 또는 설치되어 있으므로 유체와 볼(7)의 흐름이 원활하다.
종래의 개선된 카운터(50)(도 7을 참조)의 제1 및 제2 감지판(64,65)은 계수관(52) 내부를 통과하는 볼(7)과 직접 접촉하여 탄성적으로 변형되면서 감지신호를 제1 및 제2 센서(62,63)에 전달한다. 따라서 감지판(24,25)이 다수의 볼(7)과 직접 접촉하므로 감지수단(59a,59b)이 쉽게 망가지는 문제가 있고, 볼(7)의 재질은 일반적으로 실리콘, 스폰지 등 쉽게 마모가 되는 재료로 만들어지는데 이러한 볼(7)이 쉽게 닳는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 카운터(5)는 센서(24)가 볼(7)과 직접 접촉하지 않으므로 접촉에 의하여 볼(7)이 마모되거나 센서(24)가 망가지는 일이 없는 장점이 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 의한 카운터(5)는 볼(7)의 개수를 보다 정확하게 셀 수 있는 장점이 있다. 또한, 제어부를 포함하여 개수뿐만 아니라 시간을 카운팅하는 데 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 볼 재순환 장치(160)를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 볼 재순환 장치(160)는 고압의 압축공기를 생성하기 위한 에어 콤프레서(161, air compressor)와, 유체(w)를 수용하고 에어 콤프레서(161)로부터 토출되는 고압의 압축공기를 공급받아 유체(w)를 발전소 열교환기 시스템 측으로 배출시키기 위한 인젝터(162, injector)와 다수의 세척용 볼(107)을 수용하고 인젝터(162)로부터 배출되는 고압의 유체와 함께 세척용 볼(107)을 발전소 열교환기 시스템 측으로 배출시키기 위한 볼 콜렉터(163, ball collector)와, 볼 콜렉터(63)로부터 배출되어 열교환기(164)를 통과한 볼(107)을 볼 콜렉터(163) 측으로 복귀시키기 위한 볼 스트레이너(165, ball strainer)를 포함한다.
에어 콤프레서(161)와 인젝터(162)를 연결하는 관로(166)에는 제1 솔레노이드밸브(167)가 설치되고, 볼 콜렉터(163)와 열교환기 시스템의 유입파이프(169)를 연결하는 관로(170)에는 제1 체크밸브(171)가 설치되며, 볼 스트레이너(165)과 볼 콜렉터(163)를 연결하는 관로(174)에는 제2 체크밸브(172)가 설치된다. 또한, 인젝터(162)에는 인젝터(162) 내의 고압 압축공기가 외부로 배출되도록 하기 위한 드레인 파이프(175)가 구비되고, 드레인 파이프(175)의 중도에는 제2 솔레노이드밸브(168)가 설치된다.
제어부(173)는 볼 재순환 장치(160)가 원활하게 작동될 수 있도록 제1 및 제2솔레노이드밸브(167,168)의 개폐시기를 제어한다.
이하, 볼 재순환 장치(160)의 작동을 설명한다. 제1 및 제2 솔레노이드밸브(167,168)가 모두 폐쇄되어 있고 다수의 세척용 볼(107)이 볼 콜렉터(163)내에 모여 있으며 인젝터(162) 내에 유체(w)가 채워진 초기상태에서, 제어부(173)에 의해 에어 콤프레서(161)가 작동하고 제1 솔레노이드밸브(167)가 개방되면, 콤프레서(161)로부터 고압의 공기가 인젝터(162) 내로 유입되어 유체(w)를 가압한다. 이 가압력이 볼 콜렉터(163) 내로 전달되어 볼 콜렉터(163) 내의 다수의 세척용 볼(107)은 제1 체크밸브(171) 및 관로(170)를 통해 열교환기(164)의 입구로 투입된다. 세척용 볼(107)이 볼 콜렉터(163)에서 열교환기(164)의 내부로 모두 투입될 수 있는 기설정된 시간이 경과 되면, 제어부(173)는 제1 솔레노이드밸브(167)를 폐쇄상태로 전환된다. 열교환기(164)의 내부로 투입된 다수의 세척용 볼(107)은 열교환기(164)의 관로 내부벽면에 밀착하여 관로를 통과하면서 벽면에 고착된 스케일을 제거한다. 열교환기(164)를 통과한 유체는 유출파이프를 통과한 뒤 볼 스트레이너(165)를 거치면서 외부로 배출되고 세척용 볼(107)은 볼 스트레이너(165)를 거치면서 관로(174)를 지나 제2 체크밸브(172) 및 제1 체크밸브(171)를 경유하여 다시 열교환기(164)로 재순환한다. 세척이 완료되면 제어부(173)가 제2 체크벨브(172)를 폐쇄하고, 세척용 볼(107)은 관로(174)을 지나 제2 체크밸브(172)의 입구에 정지상태로 대기하게 된다. 세척용 볼(107)이 모두 열교환기(164)를 통과할 수 있는 기설정된 시간이 경과되면, 제어부(173)는 제2 솔레노이드밸브(168)를 개방하여 인젝터(162) 내의 고압공기가 드레인 파이프(175)를 통해 외부로 배출되도록 한다. 동시에, 제2 체크밸브(172)를 경유하여 세척용 볼(107)은 볼 콜렉터(163) 내로 복귀되고, 유체는 볼 콜렉터(163)를 통과하여 인젝터(162)의 내부를 다시 채우게 된다. 세척용 볼(107)이 볼 콜렉터(163)에 모두 회수될 수 있는 기설정된 시간이 경과되면, 제어부(173)는 제2 솔레노이드밸브(168)를 폐쇄시킴으로써, 볼 재순환 장치(160)를 초기상태로 복귀시킨다.
카운터(105)는 실시예에 따라서는 볼 재순환 장치(160)에서 볼 스트레이너(165)의 출구 측과 제2 체크밸브(172)의 입구측 사이를 연결하는 관로(174) 중도에 설치될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
1 : 볼 재순환 장치의 일 실시예
2 : 열교환기
3 : 순환로
4 : 펌프
5 : 카운터
7 : 볼
8 : 스트레이너
11 : 냉각수 튜브
21 : 제1 유로관
22 : 제2 유로관
23 : 스크린
24 : 센서
40 : 종래의 카운터
50 : 종래의 개선된 카운터
160 : 볼 재순환 장치의 다른 실시예
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본 특허출원은 2012년 09월 20일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2012-0104771 호 및 2012년 09월 20일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2012-0104772호에 대해 미국 특허법 119(a)조(35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하면, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (20)

  1. 열교환기의 냉각수 튜브를 포함하며, 유체와 볼이 순환하는 순환로;
    상기 순환로 상에 설치되며 상기 유체를 펌핑하는 펌프; 및
    상기 볼의 순환과 관련하여, 시간 및 상기 볼의 개수를 카운팅하기 위한 카운터
    를 포함하는 볼 재순환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카운터는, 특정 시간 동안 통과하는 볼의 개수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 특정 시간은, 볼 순환주기인 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카운팅된 볼의 개수를 상기 순환로에 투입된 볼의 개수로 나눈 볼 주기 순환율을 계산하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카운터는, 특정 개수의 볼이 상기 순환로를 설정 횟수 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 카운터는, 상기 순환로에 투입된 볼의 개수만큼 카운팅하고, 상기 카운팅된 개수의 볼이 상기 설정 횟수 순환하는데 걸리는 시간을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 특정 개수는, 상기 순환로에서 실제로 순환하는 볼의 개수인 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 특정 개수는, 상기 순환로에 투입된 볼의 개수보다 작은 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 카운터는, 특정 개수의 볼이 통과하는데 걸리는 시간을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 카운터는, 상기 순환로에 투입된 개수만큼의 볼이 통과하는데 걸리는 시간을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 특정 개수는, 상기 순환로에서 실제로 순환하는 볼의 개수인 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 특정 개수는, 상기 순환로에 투입된 볼의 개수보다 작은 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 볼은, 탄성 재질인 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 볼은, 직경이 상기 냉각수 튜브의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 카운터는, 볼와 유체가 흐르는 제1 유로관;
    상기 제1 유로관 내에 설치되는 제2 유로관;
    상기 제1 유로관 내에 설치되되, 상기 제1 유로관 내로 유입된 볼을 상기 제2 유로관으로 유도하도록 경사면을 가지는 스크린(screen); 및
    상기 제2 유로관 내를 흐르는 상기 볼의 개수를 카운팅(counting)하기 위한 센서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 유로관과 상기 제2 유로관은, 상기 유체와 상기 볼의 흐름 방향이 같은 방향이 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 유로관은, 양 측면에 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 유로관의 직경은 상기 볼의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 스크린은, 상기 볼이 관통하지 않을 정도 크기의 다수의 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 센서는, 발광부와 수광부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼 재순환 장치.
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