KR101280508B1 - 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정볼을 이용하여 냉각매체와 피냉각매체가 전열판을 사이에 두고 향류(counter flow)로 흐르며 서로 열교환하는 판형 열교환기의 오염물을 연속적으로 양 방향 오염 제거할 수 있도록 함으로써 열교환기의 작동 중단 없이 친환경적인 오염제거가 가능하도록 함과 동시에 세정효과를 향상시킬 수 있는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치에 관한 것이다.
본 발명은 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 오염제거장치에 있어서, 판형 열교환기의 전열판으로 냉각유체를 순환시키는 냉각유체 순환배관과, 상기 전열판의 오염물질을 제거하기 위한 세정볼이 순환하는 세정볼 순환배관과, 상기 냉각유체 순환배관과 세정볼 순환배관의 사이에 연결 설치되는 사방밸브와, 상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 세정볼 분리기와, 상기 세정볼 분리기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 세정볼 수집기 및 상기 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치{Automatic fouling removing system for plate type heat exchangers using cleaning balls}

본 발명은 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정볼을 이용하여 냉각매체와 피냉각매체가 전열판을 사이에 두고 향류(counter flow)로 흐르며 서로 열교환하는 판형 열교환기의 오염물을 연속적으로 양 방향 오염 제거할 수 있도록 함으로써 열교환기의 작동 중단 없이 친환경적인 오염제거가 가능하도록 함과 동시에 세정효과를 향상시킬 수 있는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 열교환기는 뜨거운 유체에서 찬 유체로 열을 전달하여 뜨거운 유체의 에너지를 감소시키고 찬 유체의 에너지를 증가시키는 장치를 뜻하는 것으로, 그 사용용도나 설치조건, 유체 종류 등에 따라 구조가 각각 다른 여러 종류가 개발되어 왔지만, 그 중 가장 일반적으로 폭넓게 사용되고 있는 것은 다관식(Shell & tube)과 판형(Plate) 열교환기이다.

이들 열교환기는 사용시간이 경과함에 따라 전열성능이 저하하게 되는데, 이 성능 저하의 가장 큰 원인은 열교환기 전열관(tube) 또는 전열판(plate)의 오염이며, 이들 오염을 제거하기 위해 지금까지는 장치의 운전을 정지하고, 열교환기를 분해하여 오염물질을 수작업에 의해 브러시나 고압수 등으로 닦거나 화학약품에 침지하여 제거하였다.

그러나, 이와 같은 오염제거방법은 오염제거시 장치운전을 정지해야 하므로 산업용의 경우 제품 공정의 중단이나 교체 등이 필요하고, 열교환기를 분해하여 전열판의 오염물을 제거하고 다시 조립해야 한다는 불편한 점이 있으며, 특히 화학약품을 사용하는 경우에는 환경오염의 우려가 있다.

또한, 수작업이나 화학적 오염제거작업은 작업 후 초기에는 전열 효율이 높게 유지되지만 시간이 경과함에 따라 오염원이 축적되면 전열 효율은 급격히 저하되는 단점이 있어, 상기의 수작업에 의한 불편이나, 환경오염에 대한 문제 해결 및 지속적으로 높은 전열 효율을 유지할 수 있는 자동 오염제거장치의 개발이 필요한 실정이다.

그런데, 일반적으로 많이 사용되는 다관식과 판형 열교환기 중 다관식 열교환기에 대해서는 스펀지 볼을 튜브 내에 통과시켜 오염을 제거하는 방식의 자동오염제거장치가 개발되어 보급되고 있으나, 판형 열교환기의 오염물질을 자동으로 제거할 수 있는 장치에 대한 개발은 제대로 이루어져 있지 않다.

이러한, 문제점들을 해결하기 위한 종래기술로 일본 공개특허공보 특개2005-30625호에는 플레이트식 열교환기의 세정방법 및 장치가 개시되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 플레이트를 적층해 고온수를 유입하는 고온실과 저온수를 유입하는 저온실을 교대로 형성하여 열교환을 실시하는 플레이트식 열교환기에 있어서, 상기 플레이트식 열교환기의 고온수 입구 배관(5)에 설치된 제1세정볼 포착장치(3)와, 상기 플레이트식 열교환기의 고온수 출구 배관(6)에 설치된 제2세정볼 포착장치(4)와, 상기 제1 및 제2세정볼 포착장치(3)(4)의 사이를 고온수에 혼입되어 순환 이동되고, 비중이 물과 같고 무기질재로 형성된 세정볼(2)과, 상기 제1 및 제2세정볼 포착장치(3)(4)의 사이에 설치되어 세정볼(2)이 혼입된 고온수의 유로를 변환하는 유로 전환변(9,10)을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성은, 세정볼(2)을 사용하여 플레이트식 열교환기를 세정할 수 있도록 함으로써 열교환기의 작동 중단 없이 친환경적인 세정이 가능하도록 하는 장점은 있으나, 제1세정볼 포착장치(3) 및 제2세정볼포착장치(4)에서 세정볼(2)을 포집하기 위하여 미세한 메쉬(mesh)가 형성된 망이 필요하며, 메쉬가 미세한 만큼 세정볼 포착장치에 세정볼 외 많은 다른 이물질도 함께 포착되어 세정볼포착장치 자체가 막힐 우려가 높으며 이로 인해 빈번한 분해 청소가 요구되고 이때는 열교환기 운전을 중지해야하는 상황이 발생하는 등의 문제점이 있다.

그리고, 상기 방식은 소위 배치(batch)방식으로 열교환기를 세정하기 위해 세정볼이 열교환기를 통과하게 할 때마다 유로전환변(9,10)을 작동시켜야 한다. 따라서 충분한 세정효과를 얻기 위해서는 유로전환변(9,10)을 빈번히 작동시켜야 하며 유로전환변(9,10)의 빈번한 작동은 유로전환변(9,10)의 수명단축 및 고장의 원인이 될 수 있으므로 세정장치의 내구성을 떨어트리게 되는 문제점이 있었다.

또한, 유로전환변(9,10)이 열교환기 유체 공급 및 환수 주(main)관에 설치되어 있어 유로전환변(9,10) 고장 시에는 열교환기 운전이 불가능할 뿐만 아니라, 유체 공급 및 환수관의 관경이 클 경우 유로전환변(9,10)의 설치 공간이 커지게 되므로 세정장치의 설치 공간상의 제약이 따르게 되고, 가격이 매우 고가이므로 경제적인 측면에서도 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각매체 주배관에 기생배관(바이패스 배관)을 분기하여 펌프 또는 펌프와 이젝트의 조합에 의해 세정볼을 순환시킴으로써 연속적으로 오염 제거가 가능한 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치를 제공함에 있다.

그리고, 본 발명은 사방밸브를 이용하여 한 번의 조작만으로 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 오염물질 제거가 연속적으로 이루어질 수 있도록 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열교환기의 작동 중단 없이 세정볼을 이용하여 판형 열교환기를 정방향 및 역방향으로 자동 오염제거를 할 수 있을 뿐만 아니라, 열교환기의 분해 조립이나 화학물질의 투입 없이 친환경적인 오염제거가 가능하도록 하고, 오염제거 효과 또한 향상시킬 수 있는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 볼상승방지판 또는 볼유도턱을 이용하여 세정볼 분리기 또는 세정볼 수집기가 세정볼에 의해 제거된 이물질들에 의해 막히는 일 없이 원활히 작동될 수 있도록 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 세정볼을 순환시키기 위한 구성을 냉각유체가 순환하는 주배관이 아닌 바이패스 배관 등에 설치함으로써 오염제거장치에 이상이 발생하더라도 열교환기는 구동될 수 있도록 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,

세정볼을 이용한 판형 열교환기의 오염제거장치에 있어서, 판형 열교환기의 전열판으로 냉각유체를 순환시키는 냉각유체 순환배관과, 상기 전열판의 오염물질을 제거하기 위한 세정볼이 순환하는 세정볼 순환배관과, 상기 냉각유체 순환배관과 세정볼 순환배관의 사이에 연결 설치되는 사방밸브와, 상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 세정볼 분리기와, 상기 세정볼 분리기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 세정볼 수집기 및 상기 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 오염제거장치에 있어서, 판형 열교환기의 전열판으로 냉각유체를 순환시키는 냉각유체 순환배관과, 상기 전열판의 오염물질을 제거하기 위한 세정볼이 순환하는 세정볼 순환배관과, 상기 냉각유체 순환배관과 세정볼 순환배관의 사이에 연결 설치되는 사방밸브와, 상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 세정볼 분리기와, 상기 세정볼 분리기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 세정볼 수집기와, 상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 펌프 및 상기 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 이젝터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 세정볼 분리기는 상광하협의 원추형으로 이루어지는 사이클론 방식인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 세정볼 분리기는, 냉각유체와 세정볼이 유입되는 입구부와, 세정볼이 걸러진 냉각유체가 배출되는 출구부와, 상기 세정볼이 출구부를 통해 배출되는 것을 방지하기 위한 제1볼상승방지판과 세정볼을 배출시키기 위한 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1볼상승방지판은 중앙부에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 외주면에는 방지턱이 아래 방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1볼상승방지판의 상부에는 제1이탈방지구가 설치되고, 세정볼 분리기의 상단부에는 덮개부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입구부와 출구부의 사이에는 냉각유체의 압력을 측정하기 위한 측압기가 연결 설치되고, 상기 입구부와 출구부에 근접한 냉각유체 순환배관에는 세정볼 분리기로 유입되는 냉각유체의 압력을 조절하기 위한 다수의 밸브가 구비된 제1분기관이 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배출구에는 세정볼 분리기에서 분리된 세정볼의 배출을 제어하기 위한 제어밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세정볼 분리기는, 냉각유체와 세정볼이 유입되는 입구부와, 세정볼이 걸러진 냉각유체가 배출되는 출구부와, 상기 출구부의 하단에 연장 형성된 세정볼 유도턱과, 세정볼을 배출시키기 위한 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세정볼 분리기는 거름망이 형성된 스트레이너 방식인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 세정볼 수집기는 세정볼 분리기로부터 배출된 세정볼이 유입되는 세정볼 유입구와, 세정볼이 배출되는 제1세정볼 배출구와, 세정볼 유입구를 통해 세정볼과 함께 유입되는 냉각유체가 배출되는 냉각유체 배출구와, 세정볼 수집기로 세정볼을 투입 및 배출시키기 위한 세정볼 투입구 및 제2세정볼 배출구와, 냉각유체를 외부로 배출시키기 위한 배수구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세정볼 수집기는 세정볼이 냉각유체 배출구를 통해 배출되는 것을 방지하기 위한 제2볼상승방지판과, 상기 제2볼상승방지판의 상부에 설치되는 커버 및 세정볼 수집기의 내부를 확인하는 투시창을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2볼상승방지판의 상부에는 제2이탈방지구가 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 냉각유체 배출구 및 제1세정볼 배출구에는 제1 및 제2밸브가 각각 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 냉각유체 순환배관은 일측 단부가 사방밸브에 연결 설치되어 냉각유체를 전열판으로 공급하기 위한 냉각유체 공급관과, 일측 단부가 사방밸브에 연결 설치되어 전열에 사용된 냉각유체를 회수하기 위한 냉각유체 회수관으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세정볼 순환배관은 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 제1세정볼 순환배관과, 상기 사방밸브와 전열판의 사이에 연결 설치되는 제2 및 제3세정볼 순환배관 및 상기 세정볼 분리기와 세정볼 수집기의 사이에 연결 설치되는 제4세정볼 순환배관으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 냉각유체 순환배관에는 공기압축기 및 공기제어밸브가 구비된 공기투입배관이 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 사방밸브를 이용하여 한 번의 조작만으로 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 연속적 오염 제거가 가능하도록 함으로써 판형 열교환기의 오염제거를 위한 조작시간을 줄일 수 있어 오염제거에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 열교환기의 작동 중단 없이 세정볼을 이용하여 판형 열교환기를 정방향 및 역방향으로 자동 오염제거를 할 수 있을 뿐만 아니라, 열교환기의 분해 조립이나 화학물질의 투입 없이 친환경적인 오염제거가 가능하도록 하고, 오염제거 효과 또한 향상시킬 수 있는 효과를 추가로 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 볼상승방지판 또는 유도턱에 의해 메쉬망을 사용하지 않고서도 세정볼을 분리 및 수집할 수 있도록 함으로써 세정볼 분리기 또는 세정볼 수집기가 세정볼에 의해 제거된 이물질들에 의해 막히는 일 없이 원활히 작동될 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 세정볼을 순환시키기 위한 구성을 냉각유체가 순환하는 주배관이 아닌 바이패스 배관 등에 설치함으로써 오염제거장치에 이상이 발생하더라도 열교환기는 구동될 수 있도록 함과 동시에 설치 공간상의 제약을 받지 않고, 경제적인 측면에서도 유리한 효과를 추가로 갖는다.

도 1은 종래의 플레이트식 열교환기의 세정장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 분리기를 나타낸 단면도 및 평면도.
도 4의 (a),(b)는 도 3에 나타낸 본 발명의 세정볼 분리기 중 볼상승 방지판을 나타낸 평면도 및 정면도.
도 5는 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 분리기의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 6은 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 분리기의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 7의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 순환시의 세정볼 수집기를 세부적으로 나타낸 도면.
도 8은 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 회수시의 세정볼 수집기를 세부적으로 나타낸 도면.
도 9은 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 수집기의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 11은 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제3실시예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제4실시예를 개략적으로 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 분리기를 나타낸 단면도 및 평면도이며, 도 4의 (a),(b)는 도 3에 나타낸 본 발명의 세정볼 분리기 중 볼상승 방지판을 나타낸 평면도 및 정면도이고, 도 5는 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 분리기의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 분리기의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 7의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 순환시의 세정볼 수집기를 세부적으로 나타낸 도면이며, 도 8은 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 회수시의 세정볼 수집기를 세부적으로 나타낸 도면이고, 도 9은 도 2에 나타낸 본 발명 중 세정볼 수집기의 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제3실시예를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치의 제4실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 세정볼(150)을 이용하여 냉각매체와 피냉각매체가 전열판(10)을 사이에 두고 향류(counter flow)로 흐르며 서로 열교환하는 판형 열교환기의 오염물질을 자동으로 제거할 수 있도록 함으로써 열교환기의 작동 중단 없이 친환경적인 오염제거가 가능하도록 함과 동시에 오염제거 효과를 향상시킬 수 있는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치(100)에 관한 것으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 냉각유체 순환배관(170)과, 세정볼 순환배관(180), 사방밸브(110), 세정볼 분리기(120), 세정볼 수집기(130) 및 펌프(140)를 포함하여 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 상기 냉각유체 순환배관(170)은 열교환기의 전열판(10)에서 피냉각유체와의 열교환에 사용될 냉각유체를 순환시키는 역할을 하는 것으로, 냉각유체 공급관(170a)과 냉각유체 회수관(170b)으로 구성된다.

즉, 상기 냉각유체 공급관(170a)은 일측 단부가 후술할 사방밸브(110)에 연결 설치되고, 타측 단부는 냉각유체가 공급되는 관에 연결 설치되어 열교환에 사용될 냉각유체를 상기 사방밸브(110)를 통해 전열판(10)으로 공급하는 역할을 하는 것이고, 상기 냉각유체 회수관(170b)은 일측 단부가 사방밸브(110)에 연결 설치되고, 타측 단부는 냉각유체 환수관에 연결 설치되어 전열판(10)에서 피냉각유체의 냉각에 사용된 냉각유체를 사방밸브(110)를 통해 회수하는 역할을 하는 것이다.

다음, 세정볼 순환배관(180)은 전열판(10)에 존재하는 이물질, 즉 오염물질들을 제거하기 위해 사용될 세정볼(150)을 순환시키는 역할을 하는 것으로, 제1 내지 제4세정볼 순환배관(180a, 180b, 180c, 180d)으로 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 상기 제1세정볼 순환배관(180a)은 후술할 세정볼 수집기(130)와 냉각유체 순환배관(170), 즉 냉각유체 공급관(170a)의 사이에 연결 설치되어 세정볼 수집기(130)에 저장되어 있던 세정볼(150)들을 냉각유체 공급관(170a)으로 공급하여 냉각유체의 흐름에 의해 세정볼(150)이 이동할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 제2세정볼 순환배관(180b)은 사방밸브(110)와 전열판(10)의 사이에 연결 설치되어 냉각유체의 흐름에 의해 제1세정볼 순환배관(180a)으로부터 냉각유체 공급관(170a) 및 사방밸브(110)를 통해 공급되는 세정볼(150)들을 전열판(10)으로 공급하는 역할을 하는 것이다.

다음, 상기 제3세정볼 순환배관(180c)은 전열판(10)과 사방밸브(110)의 사이에 설치되어 제2세정볼 순환배관(180b)으로부터 공급되어 전열판(10)의 사이를 통과하면서 전열판(10) 표면과의 충돌에 의해 오염물질을 제거한 후의 세정볼(150)들을 사방밸브(110)를 통해 회수할 수 있도록 하는 통로 역할을 하는 것이고, 상기 제4세정볼 순환배관(180d)은 후술할 세정볼 분리기(120)와 세정볼 수집기(130)의 사이에 연결 설치되어 사방밸브(110) 및 냉각유체 회수관(170b)을 통해 냉각유체와 함께 회수되어 세정볼 분리기(120)에 의해 분리된 세정볼(150)들을 다시 세정볼 수집기(130)로 보낼 수 있도록 하는 통로 역할을 하는 것이다.

이때, 상기 제2 및 제3세정볼 순환배관(180b, 180c)은 사방밸브(110)의 방향 전환에 의해 그 역할을 서로 바꾸게 될 수도 있다.

즉, 도 2에 실선 화살표로 표시된 전술한 세정볼(150)의 순환방향을 정방향 순환이라 할 경우, 사방밸브(110)의 방향 전환에 의해 냉각유체 공급관(170a)으로부터 공급되는 냉각유체 및 세정볼(150)들이 도 2에 점선 화살표로 표시된 방향으로 역방향 순환을 하는 경우에는 제3세정볼 순환배관(180c)을 통해 전열판(10)의 오염물질 제거에 사용될 세정볼(150)들이 전열판(10)으로 공급되고, 오염물질 제거 후의 세정볼(150)들은 제2세정볼 순환배관(180b)을 통해 회수되는 것이다.

또한, 상기 제2 및 제3세정볼 순환배관(180b, 180c)에는 냉각유체 및 세정볼(150)의 순환을 제어하기 위한 밸브(184b, 184c)가 각각 설치되어 있다.

그리고, 상기 사방밸브(110)는 3방밸브 2개 또는 2방밸드 4개로 대체할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기와 같이 전열판(10) 표면과의 충돌력에 의해 표면에 형성된 오염물질들을 제거하기 위해 사용되는 세정볼(150)들은 그 지름이 0.5 ~ 2.5mm가 되도록 형성되는데, 그 이유는 지름이 0.5mm 미만이 되면 전열판(10) 표면과의 충돌력이 떨어져 오염물질의 제거 효과가 떨어지게 되고, 그 지름이 2.5mm를 초과하게 되면 일반적으로 3.0 ~ 4.0mm의 간격을 갖도록 설치되는 전열판(10)들의 사이를 원활하게 통과하기 어려워 세정볼(150)들이 전열판(10)의 사이에서 엉켜 빠져나오지 못하게 되거나, 강한 충돌력에 의해 전열판(10)이 손상되는 등의 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 세정볼(150)의 재질은 비중 1.5 ~ 2.5의 무기질재로 이루어지는데, 그 이유는 비중이 너무 작게 되면 냉각유체에 부유하려는 성질 때문에 전열판(10)과의 충돌력이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있게 되고, 장기간 사용시 냉각유체의 흐름에 의해 이동하는 세정볼(150)이 부식을 일으킬 우려가 있기 때문이다.

다음, 상기 사방밸브(110)는 세정볼(150)의 순환방향을 전환시키기 위해 사용하는 것으로, 냉각유체 순환배관(170)과 세정볼 순환배관(180)의 사이에 연결 설치된다.

즉, 상기 세정볼(150)을 한쪽 방향으로만 순환시키는 경우, 전열판(10)의 표면에 세정볼(150)이 미처 도달하지 못하는 부분이 발생하게 되어 오염제거 효과가 떨어질 우려가 있으므로 사방밸브(110)를 통해 세정볼(150)의 순환방향을 전환시킬 수 있도록 하여 세정볼(150)을 정방향 및 역방향으로 순환시킴으로써 세정볼(150)을 이용한 오염제거 효과를 극대화시킬 수 있는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 사방밸브(110)에는 냉각유체 공급관(170a) 및 냉각유체 회수관(170b)의 일측 단부가 각각 결합되고, 세정볼(150)을 전열판(10)의 사이로 투입 및 회수하기 위한 제2 및 제3세정볼 순환배관(180b,180c)의 일측 단부가 각각 결합되어 세정볼(150)의 정방향 순환 시에는 냉각유체 공급관(170a)을 통해 냉각유체와 함께 공급되는 세정볼(150)이 제2세정볼 순환배관(180b)을 통해 전열판(10)의 사이로 공급될 수 있도록 사방밸브(110)를 제어하게 되고, 세정볼(150)의 역방향 순환 시에는 냉각유체 공급관(170a)을 통해 공급되는 세정볼(150)이 제3세정볼 순환배관(180c)을 통해 전열판(10)의 사이로 공급될 수 있도록 사방밸브(110)를 제어할 수 있게 된다.

다음, 상기 세정볼 분리기(120)는 냉각유체 순환배관(170), 즉, 냉각유체 회수관(170b)에 연결 설치되어 사방밸브(110)를 통해 냉각유체와 함께 회수되는 세정볼(150)들을 분리해내는 역할을 하는 것으로, 도 3의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 상광하협의 원추형으로 이루어져 사이클론(cyclone) 방식에 의해 세정볼(150)을 분리할 수 있도록 구성되어 있다.

보다 상세히 설명하면, 상기 세정볼 분리기(120)는 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 크게 입구부(122), 출구부(124), 제1볼상승방지판(128) 및 배출구(126)를 포함하여 구성되는데, 상기 입구부(122)는 냉각유체 회수관(170b)을 따라 회수되는 냉각유체 및 세정볼(150)이 세정볼 분리기(120)의 내측으로 유입될 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 출구부(124)는 입구부(122)를 통해 유입된 냉각유체를 배출시키는 역할을 하는 것이다.

또한, 상기 제1볼상승방지판(128)은 입구부(122)의 내측 상부에 구비되어 입구부(122)를 통해 유입된 세정볼(150)이 출구부(124)를 통해 배출되지 않도록 걸러내는 역할을 하는 것이고, 상기 배출구(126)는 세정볼 분리기(120)의 하단부에 형성되어 걸러진 세정볼(150)들을 제4세정볼 순환배관(180d)을 통해 배출시키는 역할을 하는 것이다.

이때, 상기 제1볼상승방지판(128)은 도 4의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 냉각유체가 통과하는 관통홀(128a)이 형성되고, 상기 관통홀(128a)의 외주면에는 방지턱(128b)이 하향으로 돌출 형성되어 입구부(122)를 통해 유입된 세정볼(150)들이 방지턱(128b)에 의해 출구부(124)로 유입되는 것이 방지되어 세정볼(150)의 유출을 막을 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 세정볼 분리기(120)의 측부에 연결 설치되는 상기 입구부(122)를 통해 냉각유체와 함께 유입되는 세정볼(150)들은 물보다 큰 비중을 가지므로 상광하협의 원추형으로 형성된 세정볼 분리기(120)의 내측벽을 따라 회전하면서 하강하여 배출구(126)를 통해 제4세정볼 순환배관(180d)으로 배출되는데, 세정볼(150)들이 입구부(122)를 통해 고속으로 유입되는 경우 냉각유체의 흐름에 따라 출구부(124)를 통해 배출되는 경우가 발생할 수 있으므로 입구부(122)의 내측 상부에 방지턱(128b)이 형성된 제1볼상승방지판(128)을 설치함으로써 세정볼(150)이 관통홀(128a)을 통해 출구부(124)로 배출되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 세정볼(150)들은 원심력에 의해 세정볼 분리기(120)의 측벽을 따라 이동하면서 하강하게 되지만, 일부 세정볼(150)들은 세정볼 분리기(120)의 측부를 따라 상승하다가 중앙부를 향하게 되므로, 제1볼상승방지판(128)의 중앙부에 형성된 방지턱(128b)에 의해 세정볼(150)의 관통홀(128a)로의 유입이 차단된다.

또한, 종래와 같이 세정볼(150)의 분리를 위해 미세한 메쉬가 형성된 거름망을 사용하는 경우에는 전열판(10)의 표면에 존재하던 오염물질들이 세정볼(150)에 의해 떨어져 나오게 되어 냉각유체와 함께 세정볼 분리기(120)의 내측으로 유입되므로 이러한 이물질들에 의해 거름망이 막히게 되어 장치가 제대로 작동되지 않는 등의 문제가 발생되어 거름망을 자주 청소해주어야 하는 번거로움이 있는 것임에 비해, 본 발명에서는 메쉬부가 설치되지 않아 세정볼(150)에 의해 세척된 이물질들이 냉각유체와 함께 관통홀(128a)을 통해 출구부(124)로 빠져나가게 되므로 상기와 같은 문제점들을 해결할 수 있게 되는 것이다.

한편, 세정볼 분리기(120)의 하단부에 형성된 배출구(126)를 통해 배출되는 세정볼(150)들은 제4세정볼 순환배관(180d)을 통해 세정볼 수집기(130)로 유입되는데, 상기 배출구와 제4세정볼 순환배관(180d)의 연결부에는 제어밸브(129)를 설치하여 배출구를 통한 세정볼(150)들의 배출 여부를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 세정볼 분리기(120)의 입구부(122)와 출구부(124) 사이에는 입구부(122)를 통해 유입되는 냉각유체의 압력을 측정할 수 있도록 하는 측압기(174)가 설치되는데, 상기 측압기(174)는 입구부(122)를 통해 유입되는 냉각유체의 유입속도 및 유입량을 제어함으로써 입구부(122)를 통해 유입되는 세정볼(150)들이 세정볼 분리기(120)의 내측벽을 따라 원활히 하강할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그리고, 상기 냉각유체 순환배관(170), 즉, 냉각유체 회수관(170b)에는 세정볼 분리기(120)의 입구부(122) 전방과 출구부(124) 후방 사이에 연결되도록 하는 제1분기관(172)을 설치함으로써 오염제거장치를 사용하지 않는 경우, 즉 세정볼 분리기(120)의 청소 또는 교체시에도 열교환기의 작동 중단 없이 냉각유체 회수관(170b)을 통해 회수되는 냉각유체가 상기 제1분기관(172)을 통해 배출될 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 제1분기관(172)에 다수의 밸브(172a, 172b, 172c)들이 구비되어 제1분기관(172)을 통해 유입되는 작동유체를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치(100) 중 세정볼 분리기(120)의 다른 실시예로, 입구부(122)의 상부측에 제1볼상승방지판(128)을 설치하는 대신에, 출구부(124)의 하단에 세정볼 분리기(120)의 내측으로 연장 형성되는 세정볼 유도턱(124a)을 형성시킴으로써 세정볼(150)이 출구부(124)를 통해 빠져나가는 것을 방지할 수도 있다.

즉, 전술한 바와 같이, 입구부(122)를 통해 세정볼 분리기(120)의 내측으로 유입된 세정볼(150)들은 원심력에 의해 회전하면서 하강하지만, 일부가 측부를 따라 상승하다가 중앙부를 향하게 되므로, 세정볼 분리기(120)의 상단 중앙부에 설치된 출구부(124)로부터 세정볼 분리기(120)의 내측 방향으로 세정볼 유도턱(124a)을 연장 형성시키는 것만으로 세정볼 분리기(120)의 측부로부터 상승되어 올라오는 세정볼(150)이 출구부(124)를 통해 빠져나가지 않도록 차단시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 세정볼 분리기(120)의 또 다른 실시예로, 제1볼상승방지판(128)의 상부에 제1이탈방지구(125)가 착탈 가능하도록 설치될 수도 있는데, 상기 제1이탈방지구(125)는 냉각유체의 비중이 크거나 냉각유체의 유속이 빠른 경우, 냉각유체의 관통홀(128a)을 통해 세정볼(150) 중 일부가 빠져나가는 현상이 발생할 수 있으므로 이를 방지함으로써 오염제거장치의 구동이 보다 정확히 이루어질 수 있도록 하기 위해 설치하는 것으로, 세정볼(150)의 직경보다 작은 메쉬를 갖는 망 형태로 이루어진다.

이때, 상기 세정볼 분리기(120)의 상단부에는 제1이탈방지구(125)의 설치 및 제거를 위한 덮개부(127)가 형성된다.

다음, 상기 세정볼 수집기(130)는 세정볼 분리기(120)와 냉각유체 순환배관(170), 즉 냉각유체 공급관(170a)의 사이에 연결 설치되어 세정볼 분리기(120)로부터 배출되는 세정볼(150)을 수집하는 역할을 하는 것으로, 그 구성은 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 크게 세정볼 유입구(131), 제1세정볼 배출구(132), 냉각유체 배출구(139), 세정볼 투입구(134), 제2세정볼 배출구(137) 및 배수구(135)를 포함하여 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 상기 세정볼 유입구(131)는 세정볼 분리기(120)의 배출구(126)로부터 배출되어 제4세정볼 순환배관(180d)을 통해 이송되어 온 세정볼(150)이 세정볼 수집기(130) 내측으로 유입될 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 제1세정볼 배출구(132)는 세정볼 수집기(130)에 저장되어 있던 세정볼(150)을 전열판(10)의 오염제거를 위해 배출시킬 수 있도록 하는 통로 역할을 하는 것이며, 상기 냉각유체 배출구(139)는 세정볼 유입구(131)를 통해 세정볼(150)과 함께 유입되는 냉각유체가 배출되는 통로 역할을 하는 것이다.

즉, 세정볼 분리기(120)로부터 배출된 세정볼(150)은 냉각유체의 흐름에 의해 세정볼 유입구(131)를 통해 세정볼 수집기(130)의 내측으로 유입되어 저장되거나, 제1세정볼 배출구(132)를 통해 배출되어 전열판(10)의 오염제거에 사용되는 것이다.

이때, 상기 세정볼(150)이 세정볼 수집기(130)로 유입될 때에는 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 접선 방향으로 유입되어 세정볼(150)이 세정볼 수집기(130)의 내벽을 따라 회전하면서 하강하여 용이하게 제1세정볼 배출구(132)를 통해 빠져나갈 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 연속적인 전열판(10)의 오염제거 작업시에는 세정볼 유입구(131)를 통해 유입된 세정볼(150)들이 바로 제1세정볼 배출구(132)를 통해 배출되는데, 세정볼 유입구(131)를 통해 세정볼(150)들과 함께 유입된 냉각유체들은 제1세정볼 배출구(132)를 통해 배출되고, 오염제거 작업을 마친 세정볼(150)들을 회수하는 경우에는 제1세정볼 배출구(132)를 통한 냉각유체의 흐름을 차단하여 세정볼(150)들이 세정볼 수집기(130)의 외부로 배출되지 않도록 하고, 세정볼 유입구(131)를 통해 유입된 냉각유체들은 제1세정볼 배출구(132)의 상부에 형성되는 냉각유체 배출구(139)를 통해 배출되도록 함으로써 세정볼(150) 수집시에도 냉각유체의 순환은 지속적으로 이루어지도록 구성되어 있다.

따라서, 상기와 같은 세정볼(150) 순환시와 세정볼(150) 수집시의 냉각유체의 흐름 제어를 위해 냉각유체 배출구(139) 및 제1세정볼 배출구(132)에는 냉각유체 및 세정볼(150)의 배출을 제어하기 위한 제1 및 제2밸브(139a, 132a)가 각각 연결 설치되어 있다.

보다 상세히 설명하면, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 전열판(10)의 오염제거를 위해 세정볼(150)을 연속적으로 순환시키는 경우에는 냉각유체 배출구(139)에 연결 설치된 제1밸브(139a)를 닫고, 제1세정볼 배출구(132)에 연결 설치된 제2밸브(132a)를 열어, 냉각유체 배출구(139)를 통한 냉각유체의 흐름을 차단하고 세정볼 유입구(131)를 통해 유입된 냉각유체가 제1세정볼 배출구(132)를 통해서만 배출되도록 함으로써 세정볼(150)들이 냉각유체의 흐름에 의해 원활히 제1세정볼 배출구(132)를 통해 배출될 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전열판(10)의 오염제거 작업을 마친 후 세정볼(150)들을 세정볼 수집기(130) 내에 수집하기 위해서는 닫혀 있던 제1전동밸브(139a)를 열고, 열려 있던 제2전동밸브(132a)를 닫아 냉각유체 및 세정볼(150)들이 더 이상 제1세정볼 배출구(132)를 통해 빠져나가지 못하도록 하고, 냉각유체만이 냉각유체 배출구(139)를 통해 빠져나가도록 함으로써 세정볼(150)을 수집하는 동안에도 냉각유체의 순환은 지속적으로 이루어지도록 구성되어 있다.

다음, 상기 세정볼 투입구(134)는 세정볼 수집기(130)의 상부에 형성되어 전열판(10)의 오염제거에 사용될 세정볼(150)들을 외부로부터 세정볼 수집기(130)의 내측으로 투입시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 제2세정볼 배출구(137)는 세정볼 수집기(130)의 하부에 형성되어 세정볼(150)의 교체 등을 위해 세정볼(150)을 세정볼 수집기(130)로부터 외부로 배출시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 배수구(135)는 세정볼 수집기(130)의 하부에 형성되어 세정볼 수집기(130)의 청소 등을 위해 세정볼 수집기(130)의 내측에 수용된 냉각유체를 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 세정볼 수집기(130)는 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제2볼상승방지판(138), 커버(133) 및 투시창(136)을 더 포함하여 구성될 수도 있는데, 상기 제2볼상승방지판(138)은 전술한 세정볼 분리기(120)의 제1볼상승방지판(128)과 마찬가지로 세정볼 수집기(130)의 내측 상부에 형성되어 세정볼(150)들이 냉각유체 배출구(139)를 통해 배출되지 않도록 걸러내는 역할을 하는 것이다.

이때, 상기 제2볼상승방지판(138) 또한 중앙부에 작동유체가 통과하는 관통홀(미도시)이 형성되고, 관통홀의 외주면에는 아래쪽 방향으로 방지턱이 돌출 형성되어 세정볼(150)들이 상기 방지턱에 의해 관통홀의 내측으로 유입되지 못하도록 구성되어 있다.

따라서, 상기 세정볼 수집기(130)에서도 별도의 거름망을 사용하지 않고서도 세정볼을 수집할 수 있게 되므로, 거름망에 의해 걸러지는 이물질들에 의해 오염제거장치가 오작동을 일으키는 문제점을 해소할 수 있게 된다.

또한, 상기 커버(133)는 세정볼 수집기(130)의 상부에 구비되어 세정볼 수집기(130)를 밀폐시킴으로써 세정볼(150) 및 냉각유체가 외부로 유출되지 않도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 투시창(136)은 세정볼 수집기(130) 내에서의 세정볼(150) 및 냉각유체의 흐름상황을 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이때, 도 7의 (b) 및 도 8의 미설명 부호 134a, 135a 및 137a는 각각 세정볼 투입구(134), 배수구(135) 및 제2세정볼 배출구(137)의 개폐를 조절하기 위한 밸브를 나타낸 것이다.

한편, 전술한 세정볼 분리기(120)의 경우와 마찬가지로, 세정볼 수집기(130)의 경우에도 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2볼상승방지판(138)의 상부에 제2이탈방지구(138a)가 설치될 수도 있는데, 상기 제2이탈방지구(138a)의 형상 및 작용효과는 전술한 세정볼 분리기(120)의 제1이탈방지구(125)와 동일하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

다음, 상기 펌프(140)는 세정볼 수집기(130)와 냉각유체 순환배관(170), 즉 냉각유체 공급관(170a)의 사이에 연결 설치되어 세정볼(150)이 동반된 냉각유체 및 세정볼(150)을 순환시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.

즉, 상기 펌프(140)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 세정볼 수집기(130)와 냉각유체 공급관(170a)의 사이에 연결 설치된 제1세정볼 순환배관(180a)에 설치되어 전열판(10)의 오염제거 작업시 세정볼 수집기(130)로부터 냉각유체 공급관(170a)으로의 냉각유체의 흐름을 발생시켜 세정볼 수집기(130)에 저장되어 있던 세정볼(150)들이 냉각유체의 흐름에 의해 제1세정볼 순환배관(180a)을 따라 냉각유체 공급관(170a)으로 공급되도록 함으로써 세정볼(150)들이 냉각유체 공급관(170a)을 통해 공급되는 냉각유체의 흐름에 의해 순환할 수 있도록 하게 되는 것이다.

이때, 상기 펌프(140)의 전방에 위치하는 제1세정볼 순환배관(180a)에는 펌프(140)의 구동에 의한 냉각유체 및 세정볼(150)의 흐름을 제어하기 위한 밸브가 설치되어 있다.

상기와 같은 세정볼(150)에 의한 전열판(10)의 오염제거는 약 30 ~ 50분 동안 정방향으로 이루어지고, 정방향 세정이 완료되면 사방밸브(110)의 방향을 전환시켜 다시 약 30 ~ 50분 동안 세정볼(150)들이 역방향으로 순환하여 전열판(10)의 오염제거을 실시하도록 함으로써 한 싸이클이 완료된다.

한편, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치(100)의 제2실시예에 의하면, 세정볼 수집기(130)로부터 제1세정볼 순환배관(180a)을 통해 배출되는 세정볼(150)들이 이젝터(160)를 통해 냉각유체 공급관(170a)으로 공급될 수 있도록 구성되어 있는데, 이는 세정볼(150)들이 펌프(140)의 날개에 부딪혀 파손되거나 펌프(140)의 케이싱(미도시) 내측 및 주변에 쌓이게 되어 정체되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

즉, 상기 이젝터(160)는 세정볼 수집기(130)와 냉각유체 순환배관(170)의 사이에 연결 설치되어 냉각유체의 흐름에 의해 세정볼 수집기(130)로부터 배출되는 세정볼(150)들이 펌프(140)에 영향을 받지 않고 이젝터(160)를 통해 하나씩 배출될 수 있도록 함으로써 세정볼(150)의 파손 및 정체현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 세정볼 수집기(130)와 냉각유체 순환배관(170)의 사이, 즉 제1세정볼 순환배관(180a)에는 제2분기관(182)이 연결 설치되는데, 상기 이젝터(160)의 흡입부는 제1세정볼 순환배관(180a)에 연결 설치되고, 이젝터(160)의 출구부는 제2분기관(182)에 연결 설치되어 제1세정볼 순환배관(180a)을 통해 배출되는 세정볼(150)들이 이젝터(160)의 입구부로 유입되어 출구부에 연결 설치된 제2분기관(182)을 통해 냉각유체 공급관(170a)으로 하나씩 배출될 수 있도록 구성된 것이다.

이때, 상기 펌프(140)는 이젝터(160)의 후방에 위치하도록 하여 제2분기관(182)에 설치되어 냉각유체 공급관(170a)을 통해 공급되는 냉각유체의 일부를 이용하여 이젝터(160)를 구동시킴으로써 세정볼(150)들이 제1세정볼 순환배관(180a)을 통해 원활히 이젝터(160)로 흡입되어 냉각유체 공급관(170a)으로 배출될 수 있도록 하게 되고, 이젝터(160)의 전방 및 펌프(140)의 후방에 위치하는 제2분기관(182)에는 밸브가 각각 설치되어 제2분기관(182)을 통한 냉각유체의 흐름을 제어하게 된다.

한편, 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치(100)의 제3실시예에 따르면 상기 상광하협의 원추형으로 이루어진 사이클론 방식의 세정볼 분리기(120) 대신 거름망을 이용하여 세정볼(150)을 걸러내는 스트레이너 방식의 세정볼 분리기(120')가 사용될 수도 있다.

즉, 상기 스트레이너 방식의 세정볼 분리기(120')는 냉각유체 회수관(170b)에 연결 설치되어 냉각유체 및 세정볼(150)이 유입되는 입구부(122a')와 냉각유체가 배출되는 출구부(122b')가 형성된 냉각유체관(122')과, 상기 세정볼(150)을 분리하기 위하여 냉각유체관(122')으로부터 아래쪽으로 분기되어 형성된 세정볼 분리관(124')을 포함하여 구성되고, 상기 세정볼 분리관(124')의 내부에는 냉각유체는 통과시키고 세정볼(150)은 걸러지는 거름망(128')이 형성되어 상기 거름망(128')에 의해 걸러진 세정볼(150)들이 세정볼 분리관(124')의 하부에 형성된 배출구(126')를 통해 배출되어 세정볼 수집기(130)로 수집되는 것이다.

또한, 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치(100)의 제4실시예는, 상기 냉각유체 순환배관(170), 즉 냉각유체 공급관(170a)에 공기압축기(190)가 구비된 공기투입배관(191)이 연결 설치된 것에 특징이 있는데, 상기 공기압축기(190)는 공기투입배관(191)을 통해 냉각유체 공급관(170a)으로 고압의 공기를 공급하여 사방밸브(110)를 통해 열교환기로 공급되는 냉각유체가 전열판(10)의 사이에서 와류를 발생시킬 수 있도록 함으로써 오염 물질의 제거 효과를 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.

이때, 상기 공기투입배관(191)에는 공기제어밸브(191a)가 구비되어 냉각유체 공급관(170a)으로 유입되는 공기의 양을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 공기압축기(190)로부터 공급되는 공기는 세정볼(150)을 이용하여 전열판(10)의 오염물질을 제거하는 경우에도 사용될 수 있지만, 세정볼(150)을 사용하지 않는 경우에도 냉각유체에 분사되는 고압의 공기에 의해 전열판(10)의 사이에서 형성되는 와류에 의해 오염물질을 제거할 수 있도록 사용될 수도 있음은 물론이다.

상기와 같은 도 10 내지 도 12에 나타낸 실시예들의 다른 구성들 및 그 작동관계는 전술한 도 2에 나타낸 실시예의 구성 및 작동관계와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치(100)에 의하면, 냉각매체 주배관에 기생배관(바이패스 배관)을 분기하여 펌프 또는 펌프와 이젝트의 조합에 의해 세정볼을 순환시킴으로써 연속적인 오염물질 제거가 가능하도록 함으로써 판형 열교환기의 오염물질 제거를 위한 조작시간을 줄일 수 있어 오염물질 제거에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 볼상승방지판(128,138) 또는 유도턱(124a)에 의해 메쉬망을 사용하지 않고서도 세정볼(150)을 분리 및 수집할 수 있도록 함으로써 세정볼 분리기(120) 또는 세정볼 수집기(130)가 세정볼(150)에 의해 제거된 이물질들에 의해 막히는 일 없이 원활히 작동될 수 있으며, 세정볼(150)을 순환시키기 위한 구성을 냉각유체가 순환하는 주배관이 아닌 바이패스 배관 등에 설치함으로써 오염제거장치에 이상이 발생하더라도 열교환기는 구동될 수 있도록 함과 동시에 설치 공간상의 제약을 받지 않고 열교환기의 작동 중단 없이 세정볼(150)을 이용하여 판형 열교환기를 정방향 및 역방향으로 자동 오염제거를 할 수 있는 등의 다양한 장점이 있는 것이다.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

본 발명은 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정볼을 이용하여 냉각매체와 피냉각매체가 전열판을 사이에 두고 향류(counter flow)로 흐르며 서로 열교환하는 판형 열교환기의 오염물을 연속적으로 양 방향 오염 제거할 수 있도록 함으로써 열교환기의 작동 중단 없이 친환경적인 오염제거가 가능하도록 함과 동시에 세정효과를 향상시킬 수 있는 세정볼을 이용한 판형 열교환기 자동오염제거장치에 관한 것이다.

10 : 전열판 100 : 자동오염제거장치
110 : 사방밸브 120, 120' : 세정볼 분리기
122, 122a' : 입구부 122' : 냉각유체관
122b', 124 : 출구부 124' : 세정볼 분리관
124a : 세정볼 유도턱 125 : 제1이탈방지구
126, 126' : 배출구 127 : 덮개부
128 : 제1볼상승방지판 128a : 관통홀
128b : 방지턱 129 : 제어밸브
130 : 세정볼 수집기 131 : 세정볼 유입구
132 : 제1세정볼 배출구 132a : 제2밸브
133 : 커버 134 : 세정볼 투입구
134a, 135a, 137a, 142, 172a, 172b, 172c, 182a, 182b, 184b 184c : 밸브
135 : 배수구 136 : 투시창
137 : 제2세정볼 배출구 138 : 제2볼상승방지판
138a : 제2이탈방지구 139 : 냉각유체 배출구
139a : 제1밸브 140 : 펌프
150 : 세정볼 160 : 이젝터
170 : 냉각유체 순환배관 170a : 냉각유체 공급관
170b : 냉각유체 회수관 172 : 제1분기관
174 : 측압기 180 : 세정볼 순환배관
180a : 제1세정볼 순환배관 180b : 제2세정볼 순환배관
180c : 제3세정볼 순환배관 180d : 제4세정볼 순환배관
182 : 제2분기관 190 : 공기압축기
191 : 공기투입배관 191a : 공기제어밸브

Claims (17)

1. 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 오염제거장치에 있어서,
   판형 열교환기의 전열판으로 냉각유체를 순환시키는 냉각유체 순환배관과,
   상기 전열판의 오염물질을 제거하기 위한 세정볼이 순환하는 세정볼 순환배관과,
   상기 냉각유체 순환배관과 세정볼 순환배관의 사이에 연결 설치되는 사방밸브와,
   상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 세정볼 분리기와,
   상기 세정볼 분리기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 세정볼 수집기 및
   상기 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 펌프를 포함하여 구성되되,
   상기 냉각유체 순환배관은 일측 단부가 사방밸브에 연결 설치되어 냉각유체를 전열판으로 공급하기 위한 냉각유체 공급관과, 일측 단부가 사방밸브에 연결 설치되어 전열에 사용된 냉각유체를 회수하기 위한 냉각유체 회수관으로 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
2. 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 오염제거장치에 있어서,
   판형 열교환기의 전열판으로 냉각유체를 순환시키는 냉각유체 순환배관과,
   상기 전열판의 오염물질을 제거하기 위한 세정볼이 순환하는 세정볼 순환배관과,
   상기 냉각유체 순환배관과 세정볼 순환배관의 사이에 연결 설치되는 사방밸브와,
   상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 세정볼 분리기와,
   상기 세정볼 분리기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 세정볼 수집기와,
   상기 냉각유체 순환배관에 연결 설치되는 펌프 및
   상기 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 이젝터를 포함하여 구성되되,
   상기 냉각유체 순환배관은 일측 단부가 사방밸브에 연결 설치되어 냉각유체를 전열판으로 공급하기 위한 냉각유체 공급관과, 일측 단부가 사방밸브에 연결 설치되어 전열에 사용된 냉각유체를 회수하기 위한 냉각유체 회수관으로 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 세정볼 분리기는 상광하협의 원추형으로 이루어지는 사이클론 방식인 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 세정볼 분리기는,
   냉각유체와 세정볼이 유입되는 입구부와, 세정볼이 걸러진 냉각유체가 배출되는 출구부와, 상기 세정볼이 출구부를 통해 배출되는 것을 방지하기 위한 제1볼상승방지판과 세정볼을 배출시키기 위한 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1볼상승방지판은 중앙부에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 외주면에는 방지턱이 아래 방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 제1볼상승방지판의 상부에는 제1이탈방지구가 설치되고, 세정볼 분리기의 상단부에는 덮개부가 형성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
7. 제 4항에 있어서,
   상기 입구부와 출구부의 사이에는 냉각유체의 압력을 측정하기 위한 측압기가 연결 설치되고, 상기 입구부와 출구부에 근접한 냉각유체 순환배관에는 세정볼 분리기로 유입되는 냉각유체의 압력을 조절하기 위한 다수의 밸브가 구비된 제1분기관이 설치된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
8. 제 4항에 있어서,
   상기 배출구에는 세정볼 분리기에서 분리된 세정볼의 배출을 제어하기 위한 제어밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
9. 제 3항에 있어서,
   상기 세정볼 분리기는,
   냉각유체와 세정볼이 유입되는 입구부와, 세정볼이 걸러진 냉각유체가 배출되는 출구부와, 상기 출구부의 하단에 연장 형성된 세정볼 유도턱과, 세정볼을 배출시키기 위한 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
   
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 세정볼 분리기는 거름망이 형성된 스트레이너 방식인 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    
11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 세정볼 수집기는 세정볼 분리기로부터 배출된 세정볼이 유입되는 세정볼 유입구와, 세정볼이 배출되는 제1세정볼 배출구와, 세정볼 유입구를 통해 세정볼과 함께 유입되는 냉각유체가 배출되는 냉각유체 배출구와, 세정볼 수집기로 세정볼을 투입 및 배출시키기 위한 세정볼 투입구 및 제2세정볼 배출구와, 냉각유체를 외부로 배출시키기 위한 배수구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 세정볼 수집기는 세정볼이 냉각유체 배출구를 통해 배출되는 것을 방지하기 위한 제2볼상승방지판과, 상기 제2볼상승방지판의 상부에 설치되는 커버 및 세정볼 수집기의 내부를 확인하는 투시창을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 제2볼상승방지판의 상부에는 제2이탈방지구가 설치된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    
14. 제 11항에 있어서,
    상기 냉각유체 배출구 및 제1세정볼 배출구에는 제1 및 제2밸브가 각각 연결 설치된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    
15. 삭제
16. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 세정볼 순환배관은 세정볼 수집기와 냉각유체 순환배관의 사이에 연결 설치되는 제1세정볼 순환배관과, 상기 사방밸브와 전열판의 사이에 연결 설치되는 제2 및 제3세정볼 순환배관 및 상기 세정볼 분리기와 세정볼 수집기의 사이에 연결 설치되는 제4세정볼 순환배관으로 구성된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    
17. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 냉각유체 순환배관에는 공기압축기 및 공기제어밸브가 구비된 공기투입배관이 연결 설치된 것을 특징으로 하는 세정볼을 이용한 판형 열교환기의 자동오염제거장치.
    

Images