KR100607685B1

KR100607685B1 - 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치

Info

Publication number: KR100607685B1
Application number: KR1020030038939A
Authority: KR
Inventors: 설원실
Original assignee: 설원실
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2006-07-31
Also published as: KR20030055238A

Abstract

본 발명은 스폰지볼과 같은 세정체를 이용하여 셀엔드튜브(shell ＆ tube)형식 열교환기의 튜브내부를 자동세정하는 장치에 관한 것으로, 소형펌프와 전자밸브의 작동에 의해 열교환기 입구 유체유입 도관에 세정체를 투입하고, 기존설비의 유체순환계통에 설치되어 있는 유체순환펌프의 흡인력을 이용하여 세정체분리기로부터 세정체를 회수하는 방식으로, 세정체 회수에 기존 설비의 유체순환계통에 설치되어 있는 유체순환펌프의 흡인력을 활용함으로써 세정체 투입 및 회수에 필요한 펌프 및 전자밸브의 구성을 보다 단순화할 수 있을 뿐 아니라 펌프 및 전자밸브의 운전시간도 대폭 줄일 수 있어 장치운전에 소모되는 동력을 대폭 절감할 수 있으며, 또 장치구성이 간단하므로 유지관리포인트가 대폭 감소하여 보다 효율적이고 경제적으로 열교환기튜브 내부 자동세정이 이루어질 수 있는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치에 관한 것이다.

열교환기, 세정체, 세정체분리기, 세정체홀더, 세정체회수기, 전자밸브, 펌프

Description

펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치{Heat exchanger tube auto cleaning system using pump}

도 1은 종래의 벤츄리관을 이용한 열교환기튜브 자동세정장치 구성도

도 2는 본 발명의 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도.

도 3은 세정체반송유체회수 도관을 유체유출 도관에 연결한 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도.

도 4는 세정체분리기의 세정체배출구에 세정체홀더가 더 설치되어 있는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도.

도 5는 세정체분리기의 세정체배출구에 세정체홀더가 더 설치되어 있고, 세정체반송유체회수 도관을 유체유출 도관에 연결한 펌프이용 열교환기 튜브 자동세정장치 구성도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 유체유입 도관 2 : 열교환기

3 : 세정체분리기 4 : 세정체분리기 체

5 : 유체유출 도관 6 : 세정체홀더

7 : 세정체회수기 8 : 세정체회수 도관

9 : 세정체투입 도관 10 : 세정체반송유체유입 도관

11 : 세정체반송유체회수 도관 12 : 세정체홀딩유체회수 도관

13 : 수동밸브 14 : 유체순환펌프

15 : 세정체 16 : 세정체홀더 체

17 : 세정체회수기 체 18 : 제 1 전자밸브

19 : 제 2 전자밸브 20 : 제 3 전자밸브

21 : 소형펌프 22 : 제 2 소형펌프

23 : 체크밸브

본 발명은 셀엔드튜브(shell ＆ tube)형식 열교환기의 튜브내부 자동세정장치에 관한 것이다.

종래부터 냉동장치나 화학플랜트에서는 셀 내부에 다수의 튜브를 배열한 셀엔드튜브(shell ＆ tube)형 열교환기가 많이 사용되어 왔으며, 이 형식의 열교환기에서 열매체로 사용되는 유체는 대부분 냉각탑에서 대기와 열교환하여 냉각되는데, 열교환기를 장시간 사용하게 되면 대기 중의 미생물, 먼지 등의 이물질이 유체로 유입되어 이들이 열교환기튜브 내면에 쌓여 스케일, 슬라임 등의 부착물을 형성하여 열교환기 성능이 저하되고 수명이 단축되는 등의 문제가 발생하고 있어, 이들 부착물을 정기적으로 세정해 줄 필요가 있다.

상기 부착물의 세정방법으로는 종래부터 스폰지 볼과 같은 세정체를 이용하여 이것을 튜브 내에 유체흐름에 의해 강제적으로 통과시켜 튜브 내벽의 부착물을 제거하는 열교환기튜브 세정방법이 있다. 이 종래의 스폰지 볼을 세정체로 사용하는 열교환기튜브 세정장치는 열교환기를 통과하여 열교환기 출구에서 배출되는 세정체를 포함한 냉각수를 체가 장착된 세정체분리기에서 유체와 세정체를 분리하여 유체는 다음 공정으로 보내지고 세정체는 세정체회수기에 저장하였다가 펌프나 압축기와 같은 유체기계에 의해 강제로 열교환기 입구측 유체유입 도관에 투입하였다.

그러나 상기 종래의 열교환기튜브 세정장치에서는 한 대의 펌프 또는 압축기가 세정체를 열교환기 입구측에 투입하고 또 열교환기 출구측에 설치된 세정체분리기로부터 세정체를 회수하는 기능을 하므로, 펌프용량이 증가하고, 펌프나 압축기 주위 배관구성 복잡하며, 장치의 유지관리에도 많은 어려움이 있고, 또 펌프나 압축기의 운전시간이 길어 동력소모가 많다는 단점이 있었다.

또 다른 종래의 장치로는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 벤츄리관을 이용한 열교환기튜브 자동세정장치가 있다.

상기 벤츄리관을 이용한 열교환기튜브 자동세정장치를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

셀엔드튜브(shell ＆ tube)형식 열교환기에서와 같이 셀(shell)측에 피냉각 유체가 흐르고 튜브(tube)내에 냉각유체가 흐르는 열교환기에 있어서, 열교환기를 중심으로, 열교환기 입구측에 세정체투입용 벤츄리가 설치되고, 출구측에 세정체회수용 벤츄리관이 설치되며, 상기 세정체회수용 벤츄리관 출구측에는 세정체홀더가 부속된 세정체분리기가 설치되어 있고, 상기 세정체홀더는 세정체홀딩용유체회수 도관을 통하여 세정체회수용 벤츄리관과 연통되게 설치되어 있으며, 상기 세정체분리기는 세정체회수 도관을 통하여 세정체회수기와 연통되게 설치되어 있다. 상기 세정체회수기는 세정체투입 도관, 세정체반송유체회수 도관 및 세정체반송유체유입 도관을 통하여 세정체 투입용 벤츄리관, 세정체회수용 벤츄리관 및 유체유입 도관과 연통되게 설치되어 있다, 상기 세정체투입 도관, 세정체회수 도관, 세정체반송유체유입 도관, 세정체반송유체회수 도관 및 세정체홀더유체회수 도관에는 각각 전자밸브가 설치되어 있어 이들 전자밸브의 개폐에 의해 세정체가 투입되거나 회수되며, 상기 세정체투입 도관과 세정체회수 도관에 설치되어 있는 전자밸브는 체크밸브로도 그 기능을 대신할 수 있다.

상기 세정체분리기는 체의 구조를 경사지게 원뿔대형으로 설치하고 유체입구와 유체출구를 같은 방향으로 배치하여 유체가 체를 통과할 때 방향변화를 작게 하여 유체 와류 발생에 따른 압력손실을 최소화하였으며, 또 세정체분리기에 세정체홀더를 더 구비하여 세정체분리기에서 분리된 세정체를 즉시 세정체홀더로 흡인하여 세정체분리기의 체에는 세정체가 정체하지 않도록 함으로써, 체를 통과하는 유체에 대한 저항발생 요소를 제거하였으며, 또한 세정체와 체가 마찰하여 생기는 세정체 마모를 방지할 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 세정체투입용 벤츄리관과 세정체회수용 벤츄리관에는 연통되게 세정체투입 도관과 세정체반송유체회수 도관이 설치되어 있고, 세정체회수도관, 세정투입 도관, 세정체반송유체유입 도관, 세정체반송유체회수 도관 및 세정체홀더유체회수 도관의 유로에는 각각 전자밸브가 설치되어 있으며, 상기 전자밸브들은 도시되지 않은 제어판넬에 의해 제어된다.

상기 세정체회수 도관과 세정체투입 도관의 사이에는 세정체회수기가 설치되어 있으며, 상기 세정체회수기는 내부에 세정체회수기용 체가 설치되어 있고, 상부 덮개에는 사이트글라스가 구비되어 있어 세정체의 유동과 마모 정도를 관찰할 수 있도록 되어 있고, 또한 상부 덮개는 탈착이 용이한 구조로 되어 있어 세정체가 마모되었을 때 쉽게 교체가 가능한 구조로 되어있다.

상기와 같은 구성을 가진 벤츄리관을 이용한 열교환기튜브 자동세정장치의 작동개요를 설명하면 다음과 같다. 먼저 세정체를 유체유입 도관에 투입하는 과정을 설명하면, 수동 볼밸브는 모두 열려있고 전자밸브는 모두 닫혀있는 상태에서, 상기 세정체회수기의 상부 덮개를 열어 적당 수의 세정체를 넣은 후 덮개를 닫은 다음, 도시되어 있지 않은 제어판넬에 의해 세정체투입 도관, 세정체반송유체유입 도관, 세정체홀더유체회수 도관에 설치되어있는 각각의 전자밸브를 열면, 유체유입 도관을 흐르던 유체 일부가 세정체투입용 벤츄리관의 흡인력에 의해 세정체반송유체유입 도관으로 유입되어 세정체회수기, 세정체투입 도관을 거쳐 세정체투입용 벤츄리관으로 유입되며, 이 때 세정체회수기에 저장되어 있던 세정체가 반송유체와 함께 열교환기로 유입된다. 세정체는 유체유입 도관을 흐르는 유체에 휩쓸러 열교환기내를 통과하면서 튜브 내벽에 부착되어 있는 스케일, 슬라임 등 부착물을 제거한다. 열교환기를 통과한 세정체는 세정체 분리기에서 유체흐름 방향과 경사지게 설치된 원뿔대형 체에 의해 유체와 세정체가 분리되어, 유체는 유체유출 도관을 통하여 다음 공정으로 이송되고, 세정체는 세정체회수용 벤츄리관의 흡인력에 의해 세정체분리기에 머물지 않고 분리 즉시 세정체 홀더로 유입되어 일시 정체하게 된다.

다음은 세정체회수 과정을 설명하면, 열교환기로의 세정체 투입이 완료되고 나면, 도시되어 있지 않은 제어판넬에 의해 세정체투입 도관, 세정체 반송유체유입 도관, 세정체홀딩유체회수 도관에 설치되어 있는 각각의 열려있는 전자밸브를 닫고, 세정체회수 도관과 세정체반송유체회수 도관에 설치되어 있는 각각의 전자밸브를 연다. 세정체홀더유체회수 도관에 설치된 전자밸브가 닫히고 세정체회수 도관과 세정체반송유체회수 도관에 설치되어 있는 전자밸브가 열리면, 세정체회수용 벤츄리관의 흡인력에 의해 세정체홀더에 일시 정체하고 있던 세정체는 반송유체와 함께 세정체회수 도관을 통해 세정체회수기로 흡인되어 온다. 상기 세정체 회수기로 흡인되어 온 세정체는 세정체회수기 체에 의해 걸려져 세정체는 세정체 회수기에 남고, 반송유체만 세정체회수용 벤츄리관에 흡인된다. 세정체가 세정체회수기에 모두 회수되면 도시되어 있지 않은 제어판넬에 의해 세정체회수 도관과 세정체반송유체회수 도관에 설치되어 있는 전자밸브가 닫힌다. 그리고 일정시간이 경과되면 다시 도시되어 있지 않은 제어판넬에 의해 세정체투입 도관, 세정체반송유체유입 도관, 세정체홀더유체회수 도관에 설치되어 있는 각각의 전자밸브를 열어 세정체가 열교환기로 투입되어 상기와 같은 과정을 반복한다.

그러나, 상기 벤츄리관을 이용한 열교환기튜브 자동세정장치에 있어서는, 유체순환펌프에 의해 흡입 ·토출된 유체가 벤츄리관을 통과하는 동안에 압력손실이 발생하고, 이 때 발생한 압력손실은 열교환기가 운전되고 있는 중에는 항상 운전되 는, 즉 운전시간이 매우 긴, 유체순환펌프의 양정 증가로 이어져 유체순환펌프 운전동력 증가의 원인이 되며, 또한 벤츄리관에서 발생한 압력손실을 보상하기 위해서는 보다 큰 용량의 펌프 사용이 필요하게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명 펌프이용 열교환기 튜브 자동세정장치의 설치대상이 되는 설비의 유체순환계통에 기존 설치되어 있는 유체순환펌프의 흡인력을 활용함으로써, 세정체 투입용 펌프 주변배관 및 전자밸브 구성을 단순화하고, 운전시간을 대폭 줄여 운전에 소모되는 동력을 절감하고, 또 유지관리포인트를 대폭 줄일 수 있도록 하였다. 또한 상시 압력손실이 발생하여 기존 유체순환펌프의 양정을 증가시키는 원인이 되는 벤츄리관을 설치하는 대신, 열교환기튜브 세정이 필요할 때만 운전되는 간단한 소형펌프, 전자밸브 등의 조합만으로 장치구성이 가능하게 하였다.

본 발명은 셀엔드튜브(shell ＆ tube)형식 열교환기튜브 내부 자동세정장치에 관한 것으로, 소형펌프와 전자밸브의 작동에 의해 열교환기 입구유체유입 도관에 세정체를 투입하고, 기존 설비의 유체순환계통에 설치되어 있는 유체순환펌프의 흡인력을 이용하여 세정체분리기로부터 세정체를 회수하는 방식으로, 세정체 회수에 기존 설비의 유체순환계통에 설치되어 있는 유체순환펌프의 흡인력을 이용함으로써 한 대의 펌프로 세정체 투입 및 회수를 겸하는 방식에 비해 펌프 운전시간을 대폭 줄일 수 있어 펌프운전동력을 대폭 절감할 수 있고, 또 펌프 주위의 배관구성 을 단순화할 수 있어 유지관리가 매우 편리하여 보다 효율적으로 열교환기튜브 내부 자동세정이 이루어질 수 있는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치에 관한 것이다.

본 발명의 구성을 제시된 도면에 따라 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 벤츄리관을 이용한 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이다. 도 2는 본 발명의 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이고, 도 3은 세정체반송유체회수 도관을 유체유출 도관에 연결한 경우의 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이다. 즉, 유체순환펌프(14)의 흡입측 유체유입 도관(1)에 연결된 도관(세정체반송유체회수 도관)을 유체유입 도관(1)에 연결하는 대신에 세정체분리기(3) 전방의 유체유출 도관(5)에 연결하되, 유체유출 도관(5) 방향으로 유체를 흐르게 하는 제 2 소형펌프(22)를 더 설치한 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이다. 도 4는 세정체분리기의 세정체배출구에 세정체홀더가 더 설치되어 있는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이다. 즉, 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 세정체홀더(6)가 더 설치되고, 세정체 홀더(6) 하부의 세정체배출구에 세정체회수 도관(8)이 연결되고, 세정체홀더(6) 측면의 유체배출구에는 세정체홀딩유체회수 도관(12)이 설치되어 세정체반송유체회수 도관(11) 연결되되, 세정체홀딩유체회수 도관(12)의 적정위치에 제 3 전자밸브(20)가 설치된 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이다. 도 5는 세정체분리기의 세정체배출구에 세정체홀더가 설치되어 있고, 세정체반송유체회수 도관을 유체유출 도관에 연결한 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치 구성도이다.

본 발명은, 도 2에 도시한 바와 같이, 열교환기튜브 내부를 스폰지 볼과 같은 세정체(15)를 이용하여 자동세정하는 장치에 있어서,

열교환기(2)와, 열교환기(2)의 입구측에 연결된 유체유입 도관(1)과, 유체유입도관(1)의 적정위치에 설치된 유체순환펌프(14)와, 열교환기(2) 출구측에 연결된 세정체분리기(3)와, 세정체분리기(3)의 유체배출구에 연결된 유체유출 도관(5)이 직렬로 연결되고, 상기 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로부터 분기되어 연결된 세정체투입 도관(9)과 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 연결된 세정체회수 도관(8) 사이에 설치되어 결과적으로 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)으로 연결된 유로에 의하여 열교환기(2)와 병렬로 세정체회수기(7)가 설치되고, 세정체회수기(7) 양측의 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)에 각각 체크밸브(23)가 설치되고, 상기 세정체회수기(7)의 하부에는 세정체회수기 체(17)에 의하여 유체만 흐르는 도관이 적정길이 연장 연결되되 끝단부에서 두 개의 도관 즉 세정체반송유체유입 도관(10)과 세정체반송유체회수 도관(11)으로 분기되어, 세정체반송유체유입 도관(10)은 유체순환펌프(14)의 토출측 즉 열교환기(2)와 유체순환펌프(14) 사이의 유체유입 도관(1)에 연결되고, 세정체반송유체회수 도관(11)은 유체순환펌프(14)의 흡입측 유체유입 도관(1)에 연결되되, 상기 세정체반송유체유입 도관(10)의 적정위치에는 제 1 전자밸브(18)와 세정체회수기(7) 방향으로 유체를 송출하는 소형펌프(21)가 설치되고, 상기 세정체반송유체회수 도관(11)의 적정위치에 제 2 전자밸브(19)가 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 있어서, 자동세정장치를 작동할 필요가 없을 때에는, 제 1 전자밸브(18)와 제 2 전자밸브(19)를 모두 닫아 유로를 차단하고, 소형펌프(21) 작동을 정지하여 두면 된다.

본 발명의 자동세정장치는 세정체회수기(7)에 수납하고 있는 세정체(15)를 열교환기(2)로 투입하는 투입과정과, 열교환기(2)를 통과한 세정체(15)를 세정체회수기(7)로 회수하는 회수과정이 반복하여 하루 수십 회 이루어짐으로 세정작용이 이루어진다. 먼저 투입과정은, 제 1 전자밸브(18)를 열고 제 2 전자밸브(19)를 닫은 상태에서 소형펌프(21)를 작동하면 유체유입 도관(1)을 흐르는 유체 중 일부가 소형펌프(21)의 작용으로 세정체반송유체유입 도관(10), 세정체회수기(7), 세정체투입 도관(9)을 경유하여 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 흐르게 되고, 따라서 유체의 흐름과 함께 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 투입된다. 상기 유체유입 도관(1)에 투입된 세정체(15)는 유체유입 도관(1) 내를 흐르는 유체흐름에 휩쓸려 열교환기튜브 내부를 강제로 통과하게 되며, 이 때 튜브 내벽에 부착된 스케일, 슬라임 등의 부착물을 제거하는 것이다. 열교환기(2)를 통과한 세정체(15)는 세정체분리기의 체(4)에 의해 걸러져 세정체분리기(3)에 모여 있게 된다. 그리고 일단 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 유체유입 도관(1)으로 투입되고 나면 소형펌프(21) 작동은 정지되고 제 1 전자밸브(18)는 닫힘 상태로 된다. 이렇게 하여 투입과정이 완료된 것이다. 회수과정은, 투입과정에서 열교환기(2)를 통과한 세정체(15)가 세정체분리기 체(4)에 의하여 걸러져 세정체분리기(3)에 모여있는 것을 세정체회수기(7)로 회수하는 것으로, 소형펌프(21) 정지, 제 1 전자밸브(18) 닫힘 상태에서 제 2 전자밸브(19)를 열면 열교환기(2) 출구측에서 유체유출 도관(5)측으로 흐르는 유체 일부가 유체순환펌프(14)의 흡인력에 의해 세정체분리기(3), 세정체회수 도관(8), 세정체회수기(7), 세정체반송유체회수 도관(11)을 경유하여 유체순환펌프(14) 흡입측으로 흐르게 되고, 이 유체의 흐름과 함께 세정체분리기(3)에 모여 있던 세정체(15)가 세정체회수기(7)로 유인되어 온다. 세정체회수기(7)로 유인되어 온 세정체(15)는 세정체회수기 체(17)에 의해 걸러져 세정체회수기(7)에 모이게 되고, 유체만 세정체반송유체회수 도관(11)을 통하여 유체순환펌프(14) 흡입측으로 흡인된다. 세정체(15)가 세정체회수기(7)에 모두 회수되고 나면 제 2 전자밸브(19)도 닫힌다. 이제 결과적으로 제 1 전자밸브(18), 제 2 전자밸브(19) 모두가 닫힌 상태가 되고, 소형펌프(21)도 작동정지 상태가 된다. 이렇게 하여 회수과정이 완료된 것이며, 이와 같은 세정체(15) 투입과정과 회수과정을 반복함으로써 세정작용이 이루어지며, 세정반복 횟수는 설치현장의 여건에 따라 다양하게 조정될 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 실시 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세정체반송유체회수 도관(11)이 유체순환펌프(14) 흡입측의 유체유입 도관(1)에 연결되는 대신에 세정체분리기(3) 전방의 유체유출 도관(5)에 연결되되, 적정위치에 유체유출 도관(5) 방향으로 유체를 흐르게 하는 제 2 소형펌프(22)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치가 있다. 이는 유체순환 펌프(14) 흡입측의 유체유입 도관(1)에 연결되는 세정체반송유체회수 도관(11)의 설치 용이성이나 경제성에 따라 당업자에 의하여 선택될 수 있다.

먼저, 본 발명에 있어서, 세정장치를 작동할 필요가 없을 때에는, 제 1 전자밸브(18)와 제 2 전자밸브(19)를 모두 닫아 유로를 차단하고, 제 1 소형펌프(21)와 제 2 소형펌프(22) 작동을 모두 정지하여 두면 된다.

먼저 투입과정은, 제 1 전자밸브(18)를 열고 제 2 전자밸브(19)를 닫고 제 2 소형펌프(22)가 정지된 상태에서, 제 1 소형펌프(21)를 작동하면, 유체유입 도관(1)을 흐르는 유체 중 일부가 제 1 소형펌프(21)의 작용으로 세정체반송유체유입 도관(10), 세정체회수기(7), 세정체투입 도관(9)을 경유하여 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 흐르게 되고, 따라서 유체의 흐름과 함께 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 투입된다. 상기 유체유입도관(1)에 투입된 세정체(15)는 유체유입 도관(1) 내를 흐르는 유체흐름에 휩쓸려 열교환기튜브 내부를 강제로 통과하게 되며, 이 때 튜브 내벽에 부착된 스케일, 슬라임 등의 부착물을 제거하는 것이다. 열교환기를 통과한 세정체(15)는 세정체분리기 체(4)에 의해 걸러져 세정체분리기(3)에 모여 있게 된다. 그리고 일단 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 유체유입 도관(1)으로 투입되고 나면 제 1 소형펌프(21) 작동은 정지되고 제 1 전자밸브(18)는 닫힘 상태로 된다. 이렇게 하여 투입과정이 완료된 것이다.

다음으로 회수과정을 보면, 제 1 소형펌프(21) 작동정지, 제 1 전자밸브(18) 닫힘 상태에서 제 2 전자밸브(19)를 열고 제 2 소형펌프(22)를 작동하면, 열교환기(2) 출구측에서 유체유출 도관(1)측으로 흐르는 유체 중 일부가 제 2 소형펌프(22) 작용에 의해 세정체분리기(3), 세정체회수 도관(8), 세정체회수기(7), 세정체반송유체회수 도관(11)을 경유하여 유체유출 도관(5)으로 흐르게 되고, 이 유체의 흐름과 함께 세정체분리기(3)에 모여 있던 세정체(15)가 세정체회수기(7)로 유인되어 온다. 세정체 회수기(7)로 유인되어 온 세정체(15)는 세정체회수기 체(17)에 의해 걸러져 세정체회수기(7)에 모여 있게 되고, 유체만 세정체반송유체회수 도관(11)을 통하여 유체유출 도관(5)으로 유입된다. 세정체(15)가 세정체회수기(7)에 모두 회수되고 나면 제 2 소형펌프(22)는 정지하고 동시에 제 2 전자밸브(19)도 닫힌다. 이제 결과적으로 제 1 전자밸브(18), 제 2 전자밸브(19) 모두 닫힌 상태가 되고, 제 1 소형펌프(21), 제 2 소형펌프(22)도 작동정지 상태가 된다. 이렇게 하여 회수과정이 완료된 것이며, 이와 같은 세정체(15) 투입과정과 회수과정을 반복함으로써 세정작용이 이루어지며, 세정반복 횟수는 설치현장의 여건에 따라 다양하게 조정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 세정체홀더(6)가 더 설치되고, 세정체홀더(6) 하부의 세정체배출구에 상기 세정체회수도관(8)이 연결되고, 세정체홀더(6) 측면의 유체배출구에는 세정체홀딩유체회수 도관(12)이 설치되어 유체순환펌프(14) 흡입측과 연결되되, 세정체홀딩유체회수 도관(12)의 적정위치에 제 3 전자밸브(20)가 설치된 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치가 있다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

열교환기(2)와 열교환기(2)의 입구측에 연결된 유체유입 도관(1)과 열교환기(2) 출구측에 연결된 세정체분리기(3)와 세정체분리기(3)의 유체배출구에 연결된 유체유출 도관(5)이 직렬로 연결되고, 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로부터 분기하여 연결된 세정체투입 도관(9)과 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 연결된 세정체회수 도관(8) 사이에 설치되어 결과적으로 세정체투입 도관(9)과 세정체회수도관(8)으로 연결된 유로에 의하여 열교환기(2)와 병렬로 세정체회수기(7)가 설치되고, 세정체회수기(7) 양측의 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)에 각각 체크밸브(23)가 설치되고, 상기 세정체분리기(3)의 세정체배출구에는 세정체홀더(6)가 설치되고, 상기 세정체회수기(7)의 하부에는 세정체회수기 체(17)에 의하여 유체만 흐르는 도관이 적정길이 연장되어 연결되되 끝단부에서 두 개의 도관으로 분기되어, 한 도관 즉 세정체반송유체유입 도관(10)은 유체순환펌프(14) 토출측의 도관 즉 열교환기(2)와 유체순환펌프(14) 사이의 유체유입 도관(1)에 연결되고, 다른 도관 즉 세정체반송유체회수 도관(11)은 적정위치에 제 2 전자밸브(19)가 설치된 후, 세정체홀딩유체회수 도관(12)과 연결되어 유체순환펌프(14)의 흡입측 유체유입 도관(1)에 연결되되, 상기 세정체반송유체유입 도관(10)의 적정위치에는 제 1 전자밸브(18)와 세정체회수기(7) 방향으로 유체를 흘려주는 소형펌프(21)가 설치되고, 또 상기 세정체홀딩유체회수 도관(12)은 세정체홀더 체(16)에 의하여 세정체(15)는 걸려지고 유체만 흐르는 세정체홀더(6) 측면의 유체배출구에 연결되며 적정위치에 제 3 전자밸브(20)가 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치가 있다.

이와 같이 구성된 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 자동세정장치를 작동할 필요가 없을 때에는, 제 1 전자밸브(18), 제 2 전자밸브(19) 및 제 3 전자밸브(20)를 모두 닫아 유로를 차단하고, 소형펌프(21) 작동을 정지하여 두면 된다.

먼저 투입과정을 보면, 제 1 전자밸브(18)와 제 3 전자밸브(20)를 열고, 제 2 전자밸브(19)를 닫은 상태에서 소형펌프(21)를 작동하면 유체유입 도관(1)의 유체 중 일부가 소형펌프(21)의 작용으로 세정체반송유체유입 도관(10), 세정체회수기(7), 세정체투입 도관(9)을 경유하여 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 흐르게 되고, 따라서 유체의 흐름과 함께 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 투입된다. 상기 유체유입 도관(1)에 투입된 세정체(15)는 유체유입 도관(1) 내를 흐르는 유체흐름에 휩쓸려 열교환기튜브 내부를 강제로 통과하게 되며, 이 때 튜브 내벽에 부착된 스케일, 슬라임 등의 부착물을 제거하는 것이다. 일단 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 유체유입 도관(1)으로 투입되고 나면 소형펌프(21) 작동은 정지되고 제 1 전자밸브(18)는 닫힘 상태로 되며, 제 3 전자밸브(20)는 계속 열림 상태로 유지된다. 열교환기(2)를 통과한 세정체(15)는 세정체분리기(3)에서 유체와 분리(일부 세정체 반송유체는 세정체와 같이 흐름)되며, 분리 즉시 세정체홀딩유체회수 도관(12)을 거쳐 유체순환펌프(14) 흡입측 유체유입 도관(1)으로 흐르는 유체흐름에 의해 세정체홀더(6)로 유인되어 세정체홀더 체(16)에 걸러져 세정체홀더(6)에 모여 있게 된다. 이와같이 세정체분리기(3)에서 분리된 세정체(15)를 세정체분리기(3)에 머물지 않고 분리 즉시 세정체홀더(6)로 유인되게 함으로써 세정체(15)가 세정체분리기(3)에 모여 있어 유체흐름에 방해가 되는 것을 막을 수 있으며, 또한 세정체(15) 마모도 줄일 수 있다. 이렇게 하여 투입과정이 완료된 것이다.

다음으로 회수과정을 보면, 소형펌프(21) 작동정지, 제 1 전자밸브(18) 닫힘상태에서, 제 2 전자밸브(19)를 열고 제3 전자밸브(20)를 닫으면, 유체순환펌프(14)의 흡인력에 의해 세정체홀더(6), 세정체회수 도관(8), 세정체회수기(7), 세정체반송유체 회수 도관(11)을 거쳐 유체순환펌프(14) 흡입측으로 흐르는 유체흐름이 생겨, 이 유체흐름에 의해 세정체홀더(6)에 모여 있던 세정체(15)가 세정체회수기(7)로 유인되어 온다. 세정체회수기(7)로 유인되어 온 세정체(15)는 세정체회수기 체(17)에 의해 걸러져 세정체회수기(7)에 모이게 되고, 유체만 세정체반송유체회수 도관(11)을 통하여 유체순환펌프(14) 흡입측으로 흡인된다. 세정체(15)가 세정체회수기(7)에 모두 회수되고 나면 제 2 전자밸브(19)도 닫힌다. 이제 결과적으로 제 1 전자밸브(18), 제 2 전자밸브(19) 및 제 3 전자밸브(20) 모두가 닫힌 상태가 되고, 소형펌프(21)도 작동정지 상태에 있다. 이렇게 하여 회수과정이 완료된 것이며, 이와 같은 세정체(15) 투입과정과 회수과정을 반복함으로써 세정작용이 이루어지며, 세정반복 횟수는 설치현장의 여건에 따라 다양하게 조정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 세정체홀더(6)가 설치되고, 세정체홀더(6) 하부의 세정체배출구에 상기 세정체회수도관(8)이 연결되고, 세정체홀더(6) 측면의 유체배출구와 세정체반송유체회수 도관(11)의 적정위치에 세정체홀딩유체회수 도관(12)이 연결되되, 세정체홀딩유체회수 도관(12)의 적정위치에 제 3 전자밸브(20)가 설치되고, 세정체반송유체회수 도관(11)이 유체순환펌프(14)의 흡입측 유체유입 도관(1)에 연결되는 대신에 세정체분리기(3) 전방의 유체유출 도관(5)에 연결되되, 세정체반송유체회수 도관(11)의 적정위치에 유체유출 도관(5) 방향으로 유체를 흐르게 하는 제 2 소형펌프(22)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치가 있다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

열교환기(2)와 열교환기(2)의 입구측에 연결된 유체유입 도관(1)과 열교환기(2) 출구측에 연결된 세정체분리기(3)와 세정체분리기(3)의 유체배출구에 연결된 유체유출 도관(5)이 직렬로 연결되고, 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로부터 분기하여 연결된 세정체투입 도관(9)과 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 연결된 세정체회수 도관(8) 사이에 설치되어 결과적으로 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)으로 연결된 유로에 의하여 열교환기(2)와 병렬로 세정체회수기(7)가 설치되고, 세정체회수기(7) 양측의 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)에 각각 체크밸브(23)가 설치되고, 상기 세정체분리기(3)의 세정체배출구에는 세정체홀더(6)가 설치되고, 상기 세정체회수기(7)의 하부에는 세정체회수기 체(17)에 의하여 유체만 흐르는 도관이 적정길이 연장되어 연결되되 끝단부에서 두 개의 도관으로 분기되어, 한 도관 즉 세정체반송유체유입 도관(10)은 유체순환펌프(14) 토출측의 도관 즉 열교환기(2)와 유체순환펌프(14) 사이의 유체유입 도관(1)에 연결되고, 다른 도관 즉 세정체반송유체회수 도관(11)은 적정위치에 제 2 전자밸브(19)가 설치된 후, 세정체홀딩유체회수 도관(12)과 연결되어 세정체분리기(3) 전방의 유체유출 도관(5)과 연결되되, 상기 세정체반송유체회수 도관(11)의 적정위치에 유체유출 도관(5) 방향으로 유체를 흐르게 하는 제 2 소형펌프(22)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치가 있다

먼저, 자동세정장치를 작동할 필요가 없을 때에는, 제 1 전자밸브(18)와 제 2 전자밸브(19)와 제 3 전자밸브(20)를 모두 닫아 유로를 차단하고, 제 1 소형펌프(21)와 제 2 소형펌프(22)를 모두 정지하여 두면 된다.

먼저 투입과정을 설명하면, 제 1 전자밸브(18)와 제 3 전자밸브(20)를 열고 제 2 전자밸브(19)를 닫은 상태에서 제 1 소형펌프(21)와 제 2 소형펌프(22)를 작동하면, 유체유입 도관(1)을 흐르는 유체는 일부가 제 1 소형펌프(21)의 작용으로 세정체반송유체유입 도관(10), 세정체회수기(7), 세정체투입 도관(9)을 경유하여 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 흐르게 되고, 따라서 유체의 흐름과 함께 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로 투입된다. 상기 유체유입 도관(1)에 투입된 세정체(15)는 유체유입 도관(1) 내를 흐르는 유체흐름에 휩쓸려 열교환기튜브 내부를 강제로 통과하게 되며, 이 때 튜브 내벽에 부착된 스케일, 슬라임 등의 부착물을 제거하는 것이다. 일단 세정체회수기(7)에 수납되어 있던 세정체(15)가 유체유입 도관(1)으로 투입되고 나면 제 1 소형펌프(21) 작동은 정지되고 제 1 전자밸브(18)는 닫힘 상태로 되며, 제 3 전자밸브(20)는 계속 열림 상태, 제 2 소형펌프(22)는 계속 작동상태로 유지된다. 한편 열교환기(2)를 통과한 세정체(15)는 세정체분리기(3)에서 유체와 분리(일부 세정체 반송유체는 세정체와 같이 흐름)되며, 분리 즉시 제 2 소형펌프(22) 작용으로 세정체홀딩유체회수 도관(12)을 거쳐 유체유출 도관(5)으로 흐르는 유체흐름에 의해 세정체홀더(6)로 유인되어 세정체홀더 체(16)에 의해 걸러져 세정체홀더(6)에 모여 있게 되며, 이로서 투입과정이 완료된 것이다.

다음으로 회수과정을 설명하면, 제 1 전자밸브(18) 닫힘, 제 2 전자밸브(19) 닫힘, 제 3 전자밸브(20) 열림, 제 1 소형펌프(21) 작동정지, 제 2 소형펌프(22) 작동 중인 상태에서 제 2 전자밸브(19)를 열고 제 3 전자밸브(20)를 닫으면, 유체가 제 2 소형펌프(22)의 작용으로 세정체회수 도관(8), 세정체회수기(7), 세정체반송유체회수 도관(11)을 거쳐 유체유출 도관(5)으로 흐르게 된다. 따라서 유체의 흐름과 함께 세정체홀더(6)에 모여있던 세정체(15)는 세정체회수기(7)로 흘려 들어오게 되며, 세정체회수기(7)로 흘려들어 온 세정체(15)는 세정체회수기 체(17)에 의해 걸러져 세정체회수기(7)에 모이게 되고, 유체만 세정체반송유체회수 도관(11)을 통하여 유체유출 도관(5)으로 보내진다. 세정체(15)가 세정체회수기(7)에 모두 회수되고 나면 제 2소형펌프(22)는 정지하고 동시에 제 2 전자밸브(19)도 닫힌다. 이제 결과적으로 제 1 전자밸브(18), 제 2 전자밸브(19) 및 제 3 전자밸브(20) 모두가 닫힌 상태고 되고, 제 1 소형펌프(21) 및 제 2 소형펌프(22)도 작동정지 상태가 된다. 이렇게 하여 회수과정이 완료된 것이며, 이와 같은 세정체(15) 투입과정과 회수과정을 반복함으로써 세정작용이 이루어지며, 세정반복 횟수는 설치현장의 여건에 따라 다양하게 조정될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제시된 도면에 도시되어 있는 수동밸브는 평상시에 열린 상태를 유지하고 있으며, 세정장치의 수리 ·교환 등 필요시에만 유로를 닫는 역할을 하며 이는 일반적인 기술이다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 소형펌프의 기동정지 및 전자밸브의 개폐와 관련된 제어는 일반적인 관용 기술로서 설명을 생략한다.

상기와 같이, 본 발명은 스폰지 볼과 같은 세정체를 열교환기튜브 내부로 순환시켜 자동세정하는 장치에 있어서, 세정체회수에 기존 설비에 설치되어 있는 유체순환펌프의 흡인력을 활용함으로써 세정체 투입 및 회수에 필요한 펌프 및 전자밸브의 구성을 보다 단순화할 수 있을 뿐 아니라 펌프 및 전자밸브의 운전시간도 대폭 줄일 수 있어 장치운전에 소모되는 동력을 대폭 절감할 수 있으며, 또 장치구성이 간단하므로 유지관리포인트가 대폭 감소하여 고장으로 인한 세정불능사태 초래를 미연에 방지할 수 있다. 또한 벤츄리관을 이용한 방식과 비교하더라도 상시 압력손실을 일어키는 벤츄리관을 설치하지 않고 간단한 소형펌프와 전자밸브의 구성만으로 세정체 투입 및 회수가 가능하여 보다 효과적이고 경제적인 열교환기튜브 자동세정장치 제작이 가능하다.

Claims

열교환기(2)와, 열교환기(2)의 입구측에 연결된 유체유입 도관(1)과, 유체유입 도관(1)에 설치된 유체순환펌프(14)와, 열교환기(2) 출구측에 연결된 세정체분리기(3)와, 세정체분리기(3)의 유체배출구에 연결된 유체유출 도관(5)이 직렬로 연결되고, 상기 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로부터 분기되어 연결된 세정체투입 도관(9)과 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 연결된 세정체회수 도관(8) 사이에 설치되어 결과적으로 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)으로 연결된 유로에 의하여 열교환기(2)와 병렬로 세정체회수기(7)가 설치되고, 세정체회수기(7) 양측의 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)에 각각 체크밸브(23)가 설치되고, 상기 세정체회수기(7)의 하부에는 세정체회수기 체(17)에 의하여 유체만 흐르는 도관이 연장 연결되되, 끝단부에서 두 개의 도관 즉 세정체반송유체유입 도관(10)과 세정체반송유체회수 도관(11)으로 분기되어, 세정체반송유체유입 도관(10)은 열교환기(2)와 유체순환펌프(14) 사이의 유체유입 도관(1)에 연결되고, 세정체반송유체회수 도관(11)은 유체순환펌프(14)의 흡입측 유체유입 도관(1)에 연결되되, 상기 세정체반송유체유입 도관(10)에는 제 1 전자밸브(18)와 소형펌프(21)가 설치되고, 상기 세정체반송유체회수 도관(11)에는 제 2 전자밸브(19)가 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 세정체홀더(6)가 더 설치되고, 상기 세정체홀더(6) 하부의 세정체배출구에 세정체회수 도관(8)이 연결되고, 세정체홀더(6) 측면의 유체배출구와 세정체반송유체회수 도관(11)을 연결하는 세정체홀딩유체회수 도관(12)이 더 연결되되, 상기 세정체홀딩유체회수 도관(12)에는 제 3 전자밸브(20)가 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치.
열교환기(2)와, 열교환기(2)의 입구측에 연결된 유체유입 도관(1)과, 유체유입 도관(1)에 설치된 유체순환펌프(14)와, 열교환기(2) 출구측에 연결된 세정체분리기(3)와, 세정체분리기(3)의 유체배출구에 연결된 유체유출 도관(5)이 직렬로 연결되고, 상기 열교환기(2) 입구측 유체유입 도관(1)으로부터 분기되어 연결된 세정체투입 도관(9)과 세정체분리기(3)의 세정체배출구에 연결돈 세정체회수 도관(8) 사이에 설치되어 결과적으로 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)으로 연결된 유로에 의하여 열교환기(2)와 병렬로 세정체회수기(7)가 설치되고, 세정체회수기(7) 양측의 세정체투입 도관(9)과 세정체회수 도관(8)에 각각 체크밸브(23)가 설치되고, 상기 세정체회수기(7)의 하부에는 세정체회수기 체(17)에 의하여 유체만 흐르는 도관이 연장 연결되되, 끝단부에서 두 개의 도관 즉 세정체반송유체유입 도관(10)과 세정체반송유체회수 도관(11)으로 분기되어, 세정체반송유체유입 도관(10)은 열교환기(2)와 유체순환펌프(14) 사이의 유체유입 도관(1)에 연결되고, 세정체반송유체회수 도관(11)은 세정체분리기(3) 전방의 유체유출 도관(5)에 연결되되, 상기 세정체반송유체유입 도관(10)에는 제 1 전자밸브(18)와 소형펌프(21)가 설치되고, 상기 세정체반송유체회수 도관(11)에는 제 2 전자밸브(19)와 상기 유체유출 도관(5) 방향으로 유체를 흐르게 하는 제 2 소형펌프(22)가 설치된 것을 특징으로 하는 펌프이용 열교환기튜브 자동세정장치.