KR20170127655A - 자동 세정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 세척 시스템을 응용한 시스템으로서, 더욱 상세히 기술하면 냉동기기의 열교환기, 폐열 회수 열교환기, 하천 수 열교환기, 생활하수 열교환기 및 해수 열교환기 등의 열교환기의 오염 물질을 자동 세척 하여 열교환기의 성능을 최상의 상태로 운전함으로서 에너지를 절약 하는 시스템에 관한 것으로, 기존의 다양한 형태의 열교환기 시스템에 집진 장치와 세척 볼 및 펌프를 부착하는 형태로서 열교환기 시스템의 가동 중에도 시스템의 정지 없이 세척 공정을 연속 적으로 할 수 있도록 한다.
이를 위해, 상부 및 하부 집진 장치(500), 하부 펌프(50), 세척 볼(40)을 기존의 열교환기 시스템(200) 및 상부 펌프(51)에 추가로 부착한 형태이다.
본 발명은 기존의 각종 열교환기 형태에 단순히 집진 장치, 세척 볼 및 펌프만을 부착하는 형태이므로 구동 부분이 단순히 펌프로 한정 되므로 고장의 염려가 없고, 무인 자동화 시스템으로서 각종 오염 물질의 종류에 따라 세척 운전 시간을 설정함으로서 기존의 목욕탕 및 생활 하수 등의 미활용 에너지의 효과 적인 열 회수뿐만 아니라 각종 산업 프로세스의 오염 물질의 열 회수에 적용 하 여 대폭 적인 에너지 절감을 할 수 있는 특징이 있다.

Description

자동 세정 시스템 {AUTO CLEANING SYSTEM}

본 발명은 자동 세척 시스템을 응용한 시스템으로서, 더욱 상세히 기술하면 냉동기기의 열교환기, 폐열 회수 열교환기, 하천 수 열교환기, 생활하수 열교환기 및 해수 열교환기 등의 유체(물, 해수 및 하수 등을 총칭 하는 유체 역학 상의 의미임) 열교환기의 오염 물질을 자동 세척 하여 열교환기의 성능을 최상의 상태로 운전함으로서 에너지를 절약 하는 시스템에 관한 것으로, 기존의 다양한 형태의 열교환기 시스템에 집진 장치와 세척 볼 및 펌프를 부착하는 형태로서 열교환기 시스템의 가동 중에도 시스템의 정지 없이 세척 공정을 연속 적으로 할 수 있도록 한다.

종래의 열교환기 세척 시스템으로는 다음과 같은 것 들이 있다.

<실례 1>

도16은 종래의 열교환기 세척 시스템으로 대한민국 특허 출원 번호 10-2007-0128792로 공고 개시된 것이다.

도면16은 상기 공개에 개시된 종래의 열교환기 세척 시스템 구성도 이다.

상기 열교환기 청소장치는 열교환기의 셸(1)의 주변에서 고정 설치되어 세척시 발생되는 반발력을 지지하도록 골격 형으로 형성된 프레임부(110)와, 상기 프레임부에 탑재된 제어부(120)와, 상기 제어부에 접속되고 상기 프레임부에 탑재되어 전, 후진에 필요한 작동 동력을 발생시키는 구동부(130)와, 상기 구동부가 탑재된 이동블록(150), 상기 이동블록의 하부에 복수개로 설치된 삽입바(160), 상기 삽입 바의 끝단 각각에 취부 가능하게 체결된 세척팁(170)을 갖는 세척부(140)와, 상기 세척 팁을 가이드 하는 복수개의 유도관(182)을 구비하여 상기 프레임부에 설치된 팁가이드부(180)를 포함하고, 삽입바(160), 세척팁(170), 유도관(182)이 각각 열교환기의 관군(4)의 튜브(3) 개수 및 튜브 축심에 대응하여 일치되어 있는 구조로서, 구동부로 복수개의 세척 팁을 전진 또는 후진시킴에 따라, 관군의 각각의 튜브 내부에 대한 청소 작업을 수행 하여 열교환기의 스케일 고착 방지와, 열교환기 수명 증가와, 열교환기 열전도율 저감 내지 변동 방지가 가능하고 화학세척액을 사용하지 않는 장치이다.

그렇지만, 상기 종래의 열교환기 세척 시스템은 열교환기 전열관의 수량에 비례하는 삽입바을 구비 하여야 하고, 전열관의 길이가 길어지면 삽입바 가 지나치게 기어 지고, 세척 시스템의 설치 초기비용이 지나치게 높아지는 단점이 있다.

<실례 2>

도17은 종래의 열교환기 세척 시스템으로 대한민국 특허 공개 번호 특10-2004-0094993로 공개된 것이다.

도면17은 상기 공개에 개시된 종래의 열교환기 세척 시스템의 구성도로서, 작동 하는 시스템 이다.

상기 시스템은 펌프(162)와 이젝트(151)의 조합작용을 통해 공급된 세정 볼(142)을 이용해 열교환기의 전 열관(TUBE) 내벽에 부착된 오염물질을 자동 세정하는 등 이젝트를 이용한 열교환기 자동세정장치에 관한 것으로서, 일 측엔 유입관 타측엔 배출관이 각각 형성되며, 내부에 전열 관들이 구비된 열교환기(122)와; 상기 열교환기의 배출 관에 연결되며, 배출 관을 통해 배출된 유체 및 세정 볼을 각각 분리할 수 있도록 내부에 분리 판을 구비한 볼 분리기(145)와; 상기 열교환기나 세정 볼 저장탱크로의 세정 볼 투입이나 회수가 이루어지도록 상기 유입관 및 볼 분리기의 볼 유출 구에 연결된 볼 투입도관 및 볼 회수도관과; 상기 볼 투입도관 및 볼 회수도관과 각기 연통되도록 병렬상태로 설치되며, 내부에 세정 볼을 포집할 수 있도록 포집 망이 구비된 세정 볼 저장탱크와; 공급회수도관을 통해 상기 세정 볼 저장탱크의 하단과 연통되도록 설치되며, 세정 볼의 회수시 순환펌프로부터 공급된 유체의 분사작용을 통해 볼 분리기로부터 압력이 강하된 세정 볼 저장탱크 내로 세정 볼이 회수되도록 하는 이젝트와; 상기 유체 배출 관으로부터 이젝트를 거쳐 유체배출관으로 재공급될 수 있도록 유체투입도관과 유체유출도관으로 구성된 바이패스관로와; 상기 유체투입도관에 설치되어 일 방향 회전을 통해 세정 볼의 투입 및 회수가 이루어질 수 있게 이젝트로 유체를 공급하는 순환펌프와; 상기 이젝트 출구 측의 유체유출도관에 설치되어 개폐에 따라 세정 볼이 회수되거나 투입되도록 하는 전동밸브로 구성되어 있는 시스템이다.

그렇지만, 상기 종래의 열교환기 세척 시스템에 있어서는, 물 이젝터(151)의 성능이 낮으므로 물 펌프의 동력 손실이 크며, 장치의 구조가 너무 복잡하고, 물 이젝터의 출구의 유체는 밸브(164), 체크밸브(130)등을 차례로 통과 하여야 하므로 압력 손실이 많고, 설치비용이 증가 하는 단점이 있다.

<실례 3>

도18은 종래의 열교환기 세척 시스템으로 대한민국 특허 공개 번호 특10-2003-0074854로 공개된 것이다.

도면18은 상기 공개에 개시된 종래의 열교환기 세척 시스템의 구성도로서, 열 교환기 내의 유압 상승을 억제하고, 유량을 유지시키며, 유로 저항을 줄일 수 있는 열 교환기 튜브세척시스템의 바스켓 및 그 배치구조로서, 열 교환기 튜브세척시스템의 바스켓은 중심부를 개구하고 그 연부를 따라 후크를 형성한 캡으로써 탈착되고, 제 1원통부의 일 단부를 수직, 수평으로 절 개면을 형성하여 4등분의 개구부를 형성하거나, 일단부에 4개의 개구부를 형성하기 위하여 제 1원통부의 벽면을 관통하는 핀을 종, 횡설 치하며, 그와 같은 바스켓의 배치구조는, 열 교환기 내의 튜브 양단에 각각 길이가 다른 바스켓을 설치하며, 열 교환기 내의 각 튜브의 유체 출구에는 파이프로 저항이 적은 바스켓을, 유체 입출 로에는 파이프로 저항이 다소 높더라도 브러시 교체가 쉬운 바스켓을 설치하는 구조로서, 열 교환기 튜브세척시스템의 바스켓과 그 배치구조는 열 교환기내의 튜브에서 유로저항을 줄이고, 유압 상승을 억제하여 펌프의 동력비 절감 할 수 있는 구조 이다.

그렇지만, 상기 종래의 열교환기 세척 시스템에 있어서는, 열교환기 튜브의 입출 구에 바스켓을 설치하여 내부의 세척 볼의 전 후진을 반복 함으로서 세척을 하여야 하므로 열교환기 입출 구에 물 전환 장치가 있어야 하고, 열교환기 바스켓은 전열관의 수량의 2배에 달해야 하고, 바스켓의 파손의 경우 작동이 불능 하며, 수리시 열교환기를 분해해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 자동 세척 시스템을 응용한 시스템으로서, 더욱 상세히 기술하면 냉동기기의 열교환기, 폐열 회수 열교환기, 하천 수 열교환기, 생활하수 열교환기 및 해수 열교환기 등의 열교환기의 오염 물질을 자동 세척 하여 열교환기의 성능을 최상의 상태로 운전함으로서 에너지를 절약 하는 시스템에 관한 것으로, 기존의 다양한 형태의 열교환기 시스템에 집진 장치와 세척 볼 및 펌프를 부착하는 형태로서 열교환기 시스템의 가동 중에도 시스템의 정지 없이 세척 공정을 연속 적으로 할 수 있는 장치를 공급 하고자 한다.

본 발명은 기존의 각종 열교환기 형태에 단순히 집진 장치, 세척 볼 및 펌프만을 부착하는 형태이므로 구동 부분이 단순히 펌프로 한정 되므로 고장의 염려가 없고, 무인 자동화 시스템으로서 각종 오염 물질의 종류에 따라 세척 운전 시간을 설정함으로서 기존의 목욕탕 및 생활 하수 등의 미활용 에너지의 효과 적인 열 회수뿐만 아니라 각종 산업 프로세스의 오염 물질의 열 회수에 적용 하 여 대폭 적인 에너지 절감을 할 수 있는 장치를 공급 하는 것이다.

본 발명은 상부 및 하부 집진 장치(500), 세척 볼(40), 주제어장치(600) 및 하부 펌프(50)를 기존의 열교환기 시스템(200) 및 상부 펌프(51)에 추가로 부착한 형태로서, 주제어장치(600)의 프로세스에 의하여 열교환기 시스템의 오염 정도를 파악하여 세척 공정을 시행 하는 것으로서, 펌프(50, 51)를 교대로 일정 시간 가동 중단을 반복함으로서 세척 볼(40)이 열교환기 전 열관(65)의 입구 측과 출구 측을 반복해서 이동 한다.

이때, 세척 볼(40)은 전 열관(65)의 내부에서 불규칙 적인 충돌로 전 열관 내부의 오염 물질을 제거 하게 되고, 주제어장치(600)는 오염 물질의 종류에 따라 세척 운전 시간을 설정 또는 열교환기(200)의 저온 및 고온 유체의 입구 및 출구 온도를 계측 하여서 세척 유무를 판단 할 수 있다.

그러므로 본 발명의 자동 세척 장치는 열교환기의 성능을 최상의 상태로 유지 함으로서 에너지 절약을 할 수 있고, 열교환기 시스템의 정지 없이 연속적으로 세척 공정을 할 수 있는 시스템으로, 오염 물질의 열 회수에 적용 하여 대폭 적인 에너지 절감을 할 수 있는 장치를 공급 하는 것이다.

본 발명은 냉동기기의 열교환기, 폐열 회수 열교환기, 하천 수 열교환기, 생활하수 열교환기 및 해수 열교환기 등의 열교환기의 오염 물질을 자동 세척 하여 열교환기의 성능을 최상의 상태로 운전함으로서 에너지를 절약 할 수 있으며, 기존의 다양한 형태의 열교환기 시스템에 집진 장치와 세척 볼 및 펌프를 부착하는 형태로서 열교환기 시스템의 가동 중에도 시스템의 정지 없이 세척 공정을 연속 적으로 할 수 있고, 구동 부분이 단순히 펌프로 한정 되므로 고장의 염려가 없고, 무인 자동화 시스템으로서 각종 오염 물질의 종류에 따라 세척 운전 시간을 설정함으로서 기존의 목욕탕 및 생활 하수 등의 미활용 에너지의 효과 적인 열 회수뿐만 아니라 각종 산업 프로세스의 오염 물질의 열 회수에 적용 하 여 대폭 적인 에너지 절감을 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 계통도를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 제어 시스템을 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 세척 공정을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 세척 공정을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 에 따른 자동 세척 시스템의 세척 공정을 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 집진 장치의 분리망을 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면
도 9는 본 발명에 따른 집진 장치의 분리 망을 나타낸 도면
도 10은 본 발명에 따른 집진 장치의 연결 관을 나타낸 도면
도 11은 본 발명에 따른 세척 볼을 나타낸 도면
도 12는 본 발명에 따른 세척 볼을 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 적용시의 냉동 사이클을 나타낸 도면
도 14는 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 시간-압력 선도를 나타낸 도면
도 15는 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 압력-소비 동력을 나타낸 도면
도 16은 종래의 시스템의 실례(1)의 계통도를 나타낸 도면
도 17은 종래의 시스템의 실례(2)의 계통도를 나타낸 도면
도 18은 종래의 시스템의 실례(3)의 계통도를 나타낸 도면

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동 세척 시스템은, 열교환기 시스템의 입구 측과 출구 측에 각각 부착 하여서 세척 볼을 분리 및 보관 하는 집진 장치, 상기 집진 장치 내부에서 분리 보관되어 세척 공정시 열교환기를 세척 하는 세척 볼, 상기 집진 장치의 입구 측에 부착 하여서 세척 볼을 이동 시키는 펌프를 포함하여 이루어지는 자동 세척 시스템에 있어서,

상기 열 교환기 시스템(200)의 입구 및 출구 측의 상부 및 하부 집진 장치(500), 세척 볼(40) 및 펌프(50, 51)로 이루어진 세척 시스템(100);

상기 열교환기 시스템(200)의 고온 유체와 저온 유체의 온도를 계측하는 온도 센서(80, 81, 82, 83) 및 내부 프로세스로 세척 시스템(100)의 펌프(50, 51)를 가동하여 세척 공정을 제어 하는 주제어부(600)를 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 의한 자동 세척 시스템의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 자동 세척 시스템의 계통도를 나타낸 사이클 도면 이다.

참조부호(100)는 세척 시스템으로서, 상부 및 하부 집진 장치(500), 세척 볼(40) 및 상부 및 하부 펌프(50, 51)로 구성되어 있으며, 상부 및 하부 집진 장치(500)는 집진 장치 케이싱(10, 11), 분리망(20, 21), 출구(33, 34) 및 인 입부(30, 31)로 구성 되어 있고, 집진 장치 케이싱(10, 11)은 동일한 형태로서 원통형, 사각형, 육각형 및 원뿔 형태 등의 다양한 형태로 제작 할 수 있으며, 분리 망(20, 21)은 세척 볼의 직경보다 적은 다공질의 판으로서 세척 볼의 통과를 방지하고 유체만을 통과 시키는 것으로서 집진 장치 케이싱(10, 11)의 내부에 고정된 형태이고, 출구(33, 34)는 집진 장치(10, 11)의 앞단에 위치하여서 열교환기 시스템(200)에 접속 하는 부위로서 원형, 사각형 및 주름관등 다양한 형태로 제작 될 수 있으며, 출구(33, 34)의 접속 형태는 나사형, 플랜지형 및 용접 형등의 다양한 형태로 가능 하고, 세척 시스템(100)의 운전 중에는 유체의 인입 및 유출이 가능 한 구조 이고, 인 입부(30, 31)는 케이싱(10, 11)의 내부로 유체를 공급 하거나 유출 하는 작용을 하는 것으로서 분리망(20, 21)의 후단부에 부착 되는 구조이고, 세척 볼(40)은 집진 장치(500)의 내부에 분리 보관 되어 있다가, 세척 시스템 운전 중에는 하부 펌프(50) 및 상부 펌프(50)의 가동으로 열교환기 시스템(200)의 내부 전 열관(65)의 내부를 반복 적으로 이동하여 전 열관(65)의 관 벽을 충돌 및 마찰 작용으로 오염 물질을 제거 하고, 세척 볼(40)의 형상은 원형, 돌 기형(도11. 42), 브러시형(도12, 43) 및 내부 엠보싱 등의 다양한 형태가 사용 될 수 있고, 세척 볼(40)의 크기는 열교환기 시스템(200)의 전 열관(65)의 직경보다 적어야 하고, 판형 열교환등의 다른 형태의 열교환기에서는 열교환기 내부 오염 유체 통과 높이 보다 적어야 하고 분리망의 직경 보다는 커야 하는 구조 이고, 펌프(50, 51)는 인 입부(30, 31)에 접속 하는 구조로서, 일반적인 원심 펌프, 베인 펌프 및 기어 펌프 등의 다양한 형태가 사용 될 수 있다.

그리고 열교환기 시스템(200)은 고온 유체와 저온 유체를 열 교환 하는 기기로서, 셀엔 튜브식(shell and tube), 플레이트식(plate type) 및 이중관식(tube in tube type)등의 다양한 형태가 적용될 수 있으며, 도1의 열 교환 시스템(200)은 셀 엔드 튜브 식으로서, 전 열관(65)의 내부로 오염 성분의 유체를 인입 시키는 형태 이다.

또한, 참조 부호(300)는 유체 탱크로서, 열교환기 시스템(200)에 안정적으로 유체를 공급 하기위해서 사용 되는 저장 탱크로서, 사각형, 원형 및 개방형 등의 다양한 형태가 사용 될 수 있으며, 시스템에 따라서는 유체 탱크(300)는 생략 하고 오염 유체를 상부 펌프(50)에 직접 인입 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 시스템의 구성을 도면을 참조 하여 설명 하겠다.

도1에서 유체 탱크(70)의 상부에서 상부 펌프(50)의 입구측은 유체 배관으로 연결되고, 상부 펌프(50)의 출구는 인 입부(31)와 유체 배관으로 연결되고, 집진 장치 케이싱(11)의 출구(34)는 열교환기 시스템(200)의 입구와 유체 배관으로 연결 되고, 열교환기 시스템(200)의 출구는 집진 장치(500)의 출구(33)에 유체 배관으로 연결되고, 집진 장치(500)의 인 입부(30)는 하부 펌프(50)의 입구에 유체 배관으로 연결되고, 하부 펌프(50)의 인입 부은 유체 탱크(70)의 하부와 유체 배관으로 연결 되는 구조에서, 세척 시스템(100)의 집진 장치(500, 상부 집진 장치 및 하부 집진 장치로 칭함)는 동일 한 구조로서 단순히 열교환기 시스템(200)의 입, 출구에 하나씩 부착된 형태 이고, 유체 탱크(70)와 펌프(50, 51)의 연결위치는 다양한 형태로 변경 될 수 있다.

본 발명의 작동을 설명하면, 세척 시스템(100)의 운전 형태에 따라 분류 하면, 1) 정상 운전 모드, 2) 역방향 세척 모드 및 3) 정방향 세척 모드로 대분류 할 수 있다.

먼저 1) 정상 운전 모드는 열교환기 시스템(200)이 정상 적으로 작동하는 운전으로 상부 펌프(50)의 가동으로 유체는 유체 탱크(70)에서 상부 집진 장치(500)의 인입구(31)에 인입 되고, 분리망(21)을 거처 출구(34)에서 열교환기 시스템(200)의 내부 전 열관(65)을 통과 한 후 하부 집진 장치(500)의 출구(33)에 인입 되어 세척 볼(40), 분리망(20), 인입구(30)의 순으로 통과 한 후 하부 펌프(50)를 지나 유체 탱크(70)에 인입 된다.

본 모드에서는 상부 펌프(50)는 정상 가동 되며, 하부 펌프(50)는 정지 상태 이고, 세척 볼(40)은 하부 집진 장치(500)의 내부에 보관 되어 있고, 열교환기 시스템(200)은 저온 유체 와 고온 유체가 정상 적인 열 교환으로 승온 및 냉각 과정이 행해지는 일반적인 열교환기 시스템(200)과 동일하다.

다음으로 2)역방향 세척 모드는 주제어부(600)에서 세척 운전을 명령함으로서 상부 펌프(50)를 정지 하고 일정 시간(예, 5초) 지연후 하부 펌프(50)를 가동함으로서 탱크(70)의 하부의 유체가 하부 펌프(50)를 지나 하부 집진 장치(500)의 인입구(30)에 인입 되고, 인입구(30)에 인입된 유체는 집진 장치 케이싱(10) 내부의 분리망(20)을 지나 하부 집진 장치(500)의 내부의 세척 볼을 열교환기 시스템(200)으로 이송 시키며, 상기 과정은 유체 와 세척 볼(40)이 석여서 열교환기 시스템(200)의 내부 전 열관(65) 내부로 유입 되어서 전 열관(65)의 관 벽과 불규칙 적인 충돌 밀 마찰로 관 벽 표면의 오염 물질을 제거 되고, 열교환기 시스템(200)의 상부 출구에서 상부 집진 장치(500)로 인입 되어서 분리망(21)에 의해서 세척 볼은 상부 집진 장치(500)의 내부에 저장 되고 유체는 상부 펌프(50)를 지나 유체 탱크에 저장 되게 된다.

본 모드에서는 세척 볼(40)의 이동 경로를 도면으로 도시화 하면 도3의 초기 상태에서, 도4의 세척 공정, 도5의 세척 공정후의 상부 집진 장치(500)내부로의 저장으로 도시화 되어 진다.

또한, 상기 과정에서는 하부 펌프(50)는 가동 되며, 상부 펌프(50)는 정지 상태 이고, 세척 볼(40)은 하부 집진 장치(500)의 내부에서 상부 집진 장치(500)로 이송 되고, 열교환기 시스템(200)은 가동 중단 없이 연속 적으로 운전 할 수 있다.

마지막으로 3)정방향 세척 모드는 역방향 세척 모드 종료와 동시에 하부 펌프(50)를 정지 시키고, 상부 펌프(50)를 일정 시간(예, 5초) 경과 후 가동함으로서 탱크(70)의 상부의 유체가 상부 펌프(50)를 지나 상부 집진 장치(500)의 인입구(31)에 인입 되고, 인입구(31)에 인입된 유체는 집진 장치 케이싱(11) 내부의 분리망(21)을 지나 상부 집진 장치(500)의 내부의 세척 볼(40)을 열교환기 시스템(200)으로 이송 시키며, 상기 과정은 유체 와 세척 볼(40)이 석여서 열교환기 시스템(200)의 내부 전 열관(65) 내부로 유입 되어서 전 열관(65)의 관 벽과 불규칙 적인 충돌 밀 마찰로 관 벽 표면의 오염 물질을 제거 되고, 열교환기 시스템(200)의 하부 출구에서 하부 집진 장치(500)로 인입 되어서 분리망(20)에 의해서 세척 볼은 하부 집진 장치(500)의 내부에 저장 되고 유체는 하부 펌프(50)를 지나 유체 탱크(70)에 저장 되게 된다.

본 모드에서는 세척 볼(40)의 이동 경로는 상부 집진 장치(500)에서 열교환기 시스템(200)을 지나 하부 집진 장치(500) 내부에 저장 되어 진다.

또한, 상기 과정에서는 상부 펌프(50)는 가동 되며, 하부 펌프(50)는 정지 상태로서 열교환기 시스템(200)은 가동 중단 없이 연속 적으로 운전 할 수 있다

상기 역방향 세척 모드 및 정방향 세척 모드는 주제어장치(600)에 의하여 결정 되어 지는 것으로서, 도2의 온도 센서(80, 81, 82, 83)를 계측한 데이터와 사용자가 미리 설정한 유체의 종류, 오염도 및 열교환기 종류에 따른 특성을 고려한 설정 시간으로 세척 유무를 판단하게 된다.

그러므로 주제어장치(600)는 열교환기 시스템(200)의 입, 출구 유체의 온도차를 계산하여 설정치 이하에서는 열교환기 시스템(200)의 세척 운전을 지시 하게 되고, 주제어장치(600)는 상기 정상운전 모드에서 유체의 온도차 및 설정 시간으로 세척 운전 유무를 판단하게 된다.

상기 주제어장치(600)의 유체의 온도차 계산의 일예를 들면, 도1에서 열교환기 시스템(200)의 저온 유체 입구 온도와 출구 온도의 차를 △T1 = T)81-T)80 (여기서, T)80, 81은 온도 센서 80, 81의 계측 온도 값임), 고온 유체 입구 온도와 출구 온도의 차를 △T2 = T)82-T)83 (여기서, T)82, 83은 온도 센서 82, 83의 계측 온도 값임), 고온 유체 입구 온도와 저온 유체의 출구 온도의 차를 △T3 = T)82-T)81 (여기서, T)81, 82는 온도 센서 81, 82의 계측 온도 값임) 계산함으로서 열교환기 시스템(200)의 설정 온도와 대소 △T1 > △T1)set 및 △T2 > △T2)set 은 판단하고, 판단치가 맞으면 정상 운전 하고 틀리면 세척 운전을 하는 시스템으로, △T3 > △T3)set는 열교환기시스템의 고온 유체와 저온 유체의 온도 폭으로서 열교환기 시스템(200)의 성능 저하를 판단하는 것으로서 △T1)set 및 △T2)set의 보정 값으로 쓰인다.

또한 정방향 세척 모드와 역방향 세척 모드의 가동 시간은 주제어 장치(600)의 내부 설 정치로서, 유체의 종류, 오염도 및 열교환기 형태 등을 참고하여 설정 하는 것으로서, 일예를 들면, 역방향 세척 2분(상부 펌프(50) 가동) --> 3초 지연(상부 펌프(50)정지후) --> 정방향 세척 2분(하부 펌프(50) 가동) --> 3초 지연(하부 펌프(50)정지후) --> 역방향 세척 2분(상부 펌프(50) 가동)의 반복 루프 제어를 주제어장치(600)의 설정 시간(예, 15분) 이내에서 행하게 된다.

도6, 8은 본 발명의 또 다른 실 시예를 나타내는 도면으로서 도1의 본 발명의 기본 사이클을 응용한 시스템이다.

먼저 도6은 도1의 집진 장치 시스템(100)의 상부 펌프(50)의 입구측 배관 상에 상부 펌프(51)의 방향으로 열리며 반대 방향으로는 닫히는 체크 밸브(90)가 부착되고, 상기 체크 밸브(90)와 상부 펌프(51) 사이에서 분기하여서 하부 펌프(50)의 인입 배관에 연결 되어 지는 바이 패스 배관 상에 상부에서 하부 방향으로만 열리는 체크 밸브(91)가 추가로 부착된 형태로서, 정상운전 및 정방향 세척 모드는 동일하나, 역방향 세척 모드는 하부 펌프(50)의 가동으로 세척 볼(40) 및 유체는 열교환기 시스템(200)을 거처 상부 집진 장치(500)에 도달 하고, 세척 볼(40)은 상부 집진 장치(500)의 분리망(21)에 의해 분리 되어 보관 되어 지고, 유체는 인 입부(31), 상부 펌프(51)를 지나 체크 밸브(91)에 유입 된후 하부 펌프(50)에 재차 인입되고, 체크 밸브(90)는 상부 펌프(51)에서 유체 탱크(70)로의 유체의 유입을 방지 하는 기능 한다.

본 실 시예는 유체 탱크(70)가 없는 형태 등에 응용 할 수 있는 시스템으로서, 기본 적으로는 상기 도1의 기본 시스템에서 펌프(50, 51)의 후단에 체크 밸브(90, 91)를 부착한 형태 이고, 도1의 기본 형태에서 다양한 형태의 응용이 가능 하다.

또 다른 실시 예 도8은 상부 및 하부 집진 장치(500)의 내부 분리망(22)을 도 1의 기본적인 분리망(20)을 도시한 도7을 도9와 같이 변형 시킨 것으로서, 분리 망의 내부에 원형 또는 사각형 등의 내부 연결관(32)을 관통시키기 위한 구멍을 가공한 형태이고, 연결관(32)은 도10에서와 같이 일부분 또는 전체가 다공질의 망으로 제작되어 도8에서와 같이 분리망(22)의 내부에 삽입되어진 형태로서, 세척 볼의 저장 높이 보다 더 높게 돌출 되어 지고, 인 입부(33)는 집진장치(100)의 분리망(22) 후단부의 어떤 위치에도 부착 가능 하는 구조 이다.

실시 예 도8은 유체의 오염이 심하거나 열교환기 시스템(200)의 내부 전 열관(65)의 직경이 작아서 세척 볼의 직경이 적은 경우 집진 장치(500)의 내부 세척 볼(40)의 저장시 공극률이 적어서 유체의 통과 저항이 커지는 단점을 보완 하는 구조로서 내부 연결관(32)은 하나 또는 복수 개를 설치 할 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 자동 세척 시템을 냉동 시스템의 증발기와 응축기에 부착 하는 경우와 부착 하지 않는 종래의 시스템의 경우의 냉동 공조 시스템의 사이클을 나타낸 선도(P-i)로서, 초기 상태의 증발기와 응축기는 전열관은 오염되지 않는 상태로서 고효율의 사이클(i1, i2, i3)로 운전 되어 지나, 열교환기(증발기 및 응축기를 총칭함)의 전열관의 오염으로 냉동 공조 사이클(i1', i2', i3)의 변화로 고압(P2‘) 및 저압(P1’)으로 작동하고, 본 발명의 자동 세척 시스템(100)을 부착한 냉동 공조 사이클은 전열관의 오염이 없는 초기 상태의 운전을 지속함으로서, 고효율의 사이클(i1, i2, i3)로 운전함으로 고압(P2) 및 저압(P1)으로 작동한다.

그러므로, 효율의 사이클(i1, i2, i3)의 고압(P2) 및 저압(P1)과 냉동 공조 사이클(i1', i2', i3)의 고압(P2‘) 및 저압(P1’)을 비교 하여 보면, 토출 온도는 i2'가 i2보다 크므로 i2'가 고온 이 되고, 일량 (i2'-i1')이 일량(i2-i1)보다 크므로 종래의 냉동 공조 시스템이 더 많은 일 량과 높은 토출온도로 압축기의 과부하로 인한 소손의 원인이 되며, 단위 냉각 능력(i1-i3)이 (i1'-i3')보다 커서 증발기의 냉각 능력이 크다.

도 14, 15는 상기 도13의 냉동 공조 사이클의 시간 - 압력선도 및 압력 - 동력 선도로서 종래의 냉동 공조 사이클(A-B-C')은 고압(P1 -> P2)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(A-B-C)은 고압(P1)으로서, 이때의 동력 소비는 P1에서 W1을, P2에서 W2를 소비 하므로 W2 > W1 이므로 본 발명의 자동 세척 시스템을 부착한 냉동 공조 열 교환 시스템이 종래의 열교환기 시스템 보다 저에너지 소비의 고효율 사이클이다.

(1) : 열교환기 쉘, (40) : 세척 볼, (50~51) : 펌프, (65) : 전열관등

Claims (8)

1. 열교환기 시스템의 입구 측과 출구 측에 각각 부착 하여서 세척 볼을 분리 및 보관 하는 집진 장치, 상기 집진 장치 내부에서 분리 보관되어 세척 공정시 열교환기를 세척 하는 세척 볼, 상기 집진 장치의 입구 측에 부착 하여서 세척 볼을 이동 시키는 펌프를 포함하여 이루어지는 자동 세척 시스템에 있어서,
   상기 열 교환기 시스템의 입구 및 출구 측의 집진 장치, 세척 볼 및 펌프로 이루어진 세척 시스템;
   상기 열교환기 시스템의 고온 유체와 저온 유체의 온도를 계측하는 온도 센서 및 내부 프로세스로 세척 시스템의 펌프를 가동하여 세척 공정을 제어 하는 주제어 부을 특징으로 하는 냉동 공조 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서, 세척 시스템은 상부 및 하부 집진 장치, 세척 볼 및 상부 및 하부 펌프로 구성되어 있으며, 집진 장치는 집진 장치 케이싱, 분리망, 출구 및 인입부의 형태로 구성 된 것을 특징으로 하는 시스템.
   
3. 
   제 2항에 있어서, 집진 장치 케이싱은 원통형, 사각형, 육각형 및 원뿔 형태 등으로 제작 되어진 형태이고, 분리 망은 세척 볼의 직경보다 적은 다공질의 판으로서 세척 볼의 통과를 방지하고 유체만을 통과 시키는 것으로서 집진 장치 케이싱의 내부에 고정된 형태이고, 출구는 집진 장치의 앞단에 위치하여 세척 시스템의 운전 중에는 유체의 인입 및 유출이 가능 한 구조 이고, 인 입부는 케이싱의 내부로 유체를 공급 또는 유출이 가능한 구조로서 분리망의 후단부에 위치하는 형태로 구성 된 것을 특징으로 하는 시스템.
   
4. 
   제 1항에 있어서, 세척 볼은 원형, 돌 기형, 브러시형 및 내부 엠보싱 등의 다양한 형태로 구성 된 것을 특징으로 하는 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서, 집진 장치의 분리 망의 상에 하나 또는 복수개의 내부 연결 관을 관통 형태로 조립 되어 지고, 연결 관은 일부분 또는 전체가 다공질의 망으로 제작되진 형태로 구성 된 것을 특징으로 하는 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서, 집진 장치 시스템의 상부 펌프의 입구측 배관 상에 펌프의 방향으로 열리며 반대 방향으로는 닫히는 체크 밸브가 부착되고, 상기 체크 밸브와 상부 펌프 사이에서 분기하여서 하부 펌프의 인입 배관에 연결 되어 지는 바이 패스 배관 상에 상부에서 하부 방향으로만 열리는 체크 밸브가 부착된 형태로 구성 된 것을 특징으로 하는 시스템.
   
7. 제 1항에 있어서, 주제어부는 열교환기 시스템의 정상 운전 모드, 역방향 세척 모드 및 정방향 세척 모드를 결정 하는 장치로서, 열교환기 시스템의 고온측 및 저온측 유체의 입, 출구 온도의 계측 데이터 및 세척 설정 시간으로 세척 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제 7항에 있어서, 주제어부는 세척 운전을 정방향 세척 모드와 역방향 세척 모드를 반복적으로 세척 설정 시간 내에서 행하는 것을 특징으로 하는 시스템.
   
   
   

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