KR100254022B1 - 고속회전식 분사노즐을 구비한 여과지용 표면세척기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 고속회전식 분사노즐은 분사노즐 흡입관내에 나선모양의 회전용 격판을 노즐의 회전방향으로 나선각을 갖도록 설치한 것으로서, 상기 노즐은 본관과 지관으로 구성되는 Y형관 및 이 Y형관과 접촉되는 부쉬형 결속나사를 구비하며, 상기 분사노즐의 유면단에는 노즐의 회전력을 향상시키기 위한 미세한 유충홈과, 분사 및 회전력 향상을 위한 수로홈이 형성되어 있다. 상기 Y형관과 부쉬형 결속나사의 접촉면에는 라운딩을 부여하여 상호 접촉면의 마찰력을 최소화하였으며, 상기 Y형관의 지관 끝단에 결합된 고속회전용 날개는 필요에 따라 분리될수 있도록 나사체결 방식으로 되어 있다.
이러한 구성의 상기 고속 회전식 분사 노즐은 4.0 kg/cm2의 통상의 상수도용 수압에서 200 내지 1000rpm 의 고속회전력을 대기중은 물론 수중에서도 얻을수 있으며, 상수도용 여과지의 표면세척기에 설치하여 사용할 때 고속회전에 의한 세척력의 증가 및 분사반경의 확대로 세척효율을 증대시켜 정수효율을 높이고, 여과사 소실 및 회손을 감소시켜 여과사 수명을 연장시키고, 여과지속시간 연장으로 이에 따른 유수율의 저하를 방지하게 된다.
Description
본 발명은 상수도용 여과지의 세척용 표면세척기에 관한 것으로서, 특히, Y형 고속회전식 분사노즐을 구비하여 정수용 여과사층(沙層)의 머드(mud)벌 제거 및 표면세척을 효율적으로 실행하기 위한 표면세척기에 관한 것이다
종래의 여과지 표면 세척용 분사노즐 장치는 급수관에서 여과지의 여과사층의 노즐을 향해 여러 갈래로 분사시킨 각 분사기관에 서로 엇갈리는 방향의 노즐 구멍들을 가지는 고정식 노즐을 상하 2단으로 병설하여 그 상하 2개의 노즐에서 물줄기를 분사하는 장치였으나, 이러한 노즐에서는 분사 반경 의 한계가 있고 동작중 고정된 분사로 인하여 여과사면으로의 균등한 분사부족으로 인한 머드벌의 완전한 제거가 불가능하고, 또한 수중에서는 분사관의 고속회전이 불가능하여 수중회전의 어려움으로 표면세척효과가 불량하고 이에 따라서 정수효과와 머드벌 정수효과가 불량해지는 결점이 있었다.
본 발명의 목적은 앞서 설명한 바와 같이, 종래의 고정식 노즐에서의 분사반경의 한계와, 여과사면으로의 균등한 분사부족과, 수중에서의 고속 회전 불능 문제를 해결하고, 노즐의 분사반경과 여과사면으로의 균등한 분사와 수중에서도 고속회전이 잘되는 여과지 표면세척기용 Y형 고속회전식 분사노즐을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 여과지 표면세척용의 표면세척기는 회전체와 분사관 및 표면세척용 Y형 고속회전식 분사노즐을 포함하고 있으며, 상기 회전체는 상부커버와, "O"링과, 부싱과, 고정 나사와, 스냅링과, 트러스트 볼베어링과, 하부 커버, 구동축과, 티(tee) 플랜치와, 와이어 볼트 구멍과, 아암 프랜치와, 볼트와, 개스킷과, 노즐 구멍을 구비하고 있다. 또한 Y형 고속회전식 노즐은 종래의 고정식 노즐과는 달리 수중에서도 노즐자체를 고속으로 회전시켜 분사한계를 극복하고, 표면세척 효과를 증대시켜 정수효과의 극대화를 도모한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 표면세척기의 정면도.
도 2는 도 1의 회전체를 도시한 조립 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고속회전식 분사노즐을 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 고속회전용 날개의 사시도.
도 5는 도 3의 노즐 회전축을 도시한 단면도.
도 6은 도 3의 I-I선을 절취한 회전용 격판의 단면도.
도 7은 종래기술의 표면세척기로 세척한 표면 사층의 세척분포도.
도 8은 종래기술에 의한 세척후의 표면 사층의 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 표면세척기로 세척한 표면 사층의 세척분포도.
도 10은 본 발명에 의한 세척후의 표면 사층을 도시하는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 회전체 2: 분사관
3: 고속회전식 노즐 5: 고정식 노즐
201: 부쉬형 결속나사 202: 본관
203: 지관 204: 고속회전용 날개
205: 회전용 격판 206: 유충홈
207: 수로홈
본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위해 Y형 고속회전식 분사노즐을 다음과 같이 구성하고 있다.
고속회전식 분사노즐의 흡입관내에 나선모양의 회전용 격판을 노즐의 회전방향으로 나선각을 갖도록 설치하였다. 또한, 상기 노즐은 본관과 지관으로 구성되는 Y형관 및 이 Y형관과 접촉되는 부시를 구비하며, 상기 분사노즐의 유면단면에는 노즐의 회전력을 향상시키기 위한 미세한 유충홈과, 분사 및 회전력 향상을 위한 수로홈이 가공되어 있다.
상기 Y형관과 부시의 접촉면에는 라운딩을 부여하여 상호 접촉면을 최소화하였다.
그리고, 상기 Y형관의 지관의 중간부분을 노즐 회전 방향으로 구부려 분사력을 높였고, 또한, 상기 Y형관의 지관 끝단의 고속회전용 날개는 필요에 따라 분리될수 있도록 나사체결 방식으로 되어 있다. 이러한 구성의 고속회전식 분사노즐은 대기중에서는 물론, 수중에서도 4.0㎏/㎠의 수압에 200 내지 1000rpm의 고속회전이 가능하게 되어 있다.
실시예
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 표면세척기의 정면도이며, 이 표면세척기는 회전체(1)와, 분사관(2)과, 나사식 조정쇠(6)와, 표면세척용의 각각의 고속회전식 분사노즐 평면용(3), 사구간용(4), 고정식 노즐(5) 및 종래식 노즐(7)을 구비하고 있다.
고속회전식 분사노즐(3)은 그 동작시에, 노즐(3)의 회전반경이 좌우에 배치된 다른 노즐(3)과 서로 중첩되지 않도록 설치할 수 있으며, 사구간용(4) 노즐은 노즐(3)의 회전반경이 미치지 않는 구간을 세척할 수 있도록 설치한 것이며, 고정식 노즐(5)은 노즐 (3) 및 (4)와는 달리 상기 회전체(1)의 중심부에 대응하는 분사관(2)의 중앙에 설치되어 분사관(2)이 회전할 때에도 회전되지 않도록 배치되어 있다.
회전체(1)와 분사관(2)의 배관연결은 플랜지 접합식으로 하여 표면세척기를 필요에 따라 쉽게 분리 할 수 있도록 하여, 그 수리가 용이하게 하였다. 또한 회전체(1)에 와이어 볼트구멍(121)을 첨설하여, 분사관(2)의 와이어볼트 구멍(122)과 연결되는 나사식 조정쇠(6)를 설치하였으며, 이 나사식 조정쇠(6)는 표면세척기의 회전중에 세척관의 불균형이 발생하는 것을 방지하기 위하여 설치한 것이며 나사식으로 길이를 조절할 수 있는 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 표면세척기중의 회전체(1)에 대한 조립단면도 이다.
도 2에서 회전체(1)는 상부커버(101)와 하부커버(107)를 볼트(116)로 결합하고, 상부커버(101)와 하부커버(107) 사이에 "0"링(114)과 가스켓을 사용하여 회전중 누수를 방지하였고, 볼트(112)로 구동축(118)과 티(tee)플랜치(109)를 결합하였으며, 또한 구동축(118) 사이에 상부커버(101)와 부싱(103)과 "0"링(102)을 결합한다. 또한 구동축(118)의 중심부와 하부 커버(107)의 상부 중심에 스냅링(스토퍼)(105)과 트러스트 볼베어링(106)을 설치하여 회전암의 회전을 용이하게 하였고, 또한 트러스트 볼 베어링(106)에는 상하로의 회전중 이탈 방지 및 원활한 회전을 위하여 내,외륜에 볼 베어링의 ⅓ 깊이의 홈이 형성되어 있다.
도 3은 본 발명에 의한 고속회전식 분사노즐의 단면도를 도시하고 있다. 도 3에서, 고속회전식 분사노즐(3)은 본관(202)과 지관(203)으로 구성되는 Y형관과, 본관(202)을 에워싸는 부쉬형 결속나사(201)와, 지관(203) 끝단에 결합된 고속회전용 날개(204)로 구성되어 있다.
노즐의 상기 지관(203)은 사구간 방지 및 표면세척 반경 확대를 위하여 본관(202)으로부터 50°∼70°경사각으로 설치한다. 또한, 상기 지관(203)의 중간부분을 3°~5°정도 구부려서 분사력에 의한 유면마찰력을 증가시키도록 되어 있다. 본관(202)의 끝단에는 노즐이 회전할때 부쉬형 결속나사(201)와의 회전마찰력을 최소화 하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 라운딩(210) 처리가 되어 있다.
본관(202)의 원통형 내부에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 회전용 격판(205)을 노즐의 회전방향으로 나선각을 갖도록 설치하여, 물의 흐름이 상기 회전용 격판(205)을 통과함으로써 노즐이 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고속회전용 날개(204)의 한쪽단(209)은 필요에 따라 분리할 수 있도록 지관(203)의 끝단과 나사체결 방식으로 결합되어 있다. 또한, 고속회전용 날개(204)의 다른쪽 단면의 유면단(流面斷,208)은 30°경사로 10㎜ 도출형으로 하였고, 노즐의 분사력과 회전력을 향상시키기 위해 유면단내에 유충홈(206)과 수로홈(207)이 형성되어 있다.
유면단의 유충홈(206) 은 분사관을 통과한 분출수가 단면에 미세한 소용돌이를 일으키도록 깊이 1.5㎜, 폭 5 내지 6㎜ 로 가공하여 노즐의 회전력을 증가 시켰다.
또한 유충홈(206)에서 1차 충돌을 일으킨 분출수의 흐름을 원활히 하고 역시 노즐의 회전력을 증가시키기 위해 상기 수로홈(207)은 깊이 0.5㎜, 폭 5 내지 6㎜로 가공하였다.
도 7은 종래기술의 표면세척기로 세척한 표면 사층의 세척분포도이며, 도 9는 본 발명에 의한 고속회전식 분사노즐이 장착된 표면세척기로 세척한 표면 사층의 세척분포도 이다.
도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 세척후의 표면 사층에는 군데군데 세척이 되지 않는 부분이 있으며, 이에 반해, 본 발명에 의한 세척후의 표면 사층에는 세척되지 않는 부분이 전혀 없음을 알 수 있다.
도 8 및 도 10에는 도 7 및 도 9에 각각 대응하는 세척후의 표면 사층의 단면이 도시되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 고속회전식 분사노즐을 장착한 표면세척기는 여과지의 정수용 여과사층에 퇴적된 머드벌 제거 및 머드벌에 함유된 미생물이나 불순물등, 또다른 슬러지층을 고압으로 분사되는 분출수로 강력하게 세척시켜 줄 뿐아니라, 미세척되는 사구간을 완벽하게 방지하여 정수효과를 한층더 높이고, 이에 따른 여과사 세척시간 연장으로 기존의 잦은 세척으로 발생하는 누출수 감소로 유수율의 저하를 방지하는 장점을 가지게 된다.
Claims (5)
- 회전체(1)와 분사관(2) 및 Y형 고속회전식 분사노즐(3, 4, 7)을 구비하고 있는 여과지용 표면세척기에 있어서, 상기 Y형 고속회전식 분사노즐은, 본관(202)과 두개의 지관(203)으로 형성되는 Y형관과, 분사관(2)에 상기 노즐(3)을 나사식으로 결합하며, 상기 본관(202)을 에워싸고 있는 부쉬형 결속나사(201)와, 상기 지관(203)의 끝단에 결합되어 있고, 유단면(208)이 있는 고속회전용 날개(204) 및 상기 본관(202)의 원통형 내부에 노즐의 회전방향으로 나선각을 갖도록 설치된 회전용 격판(205)으로 이루어져, 유입수의 일정한 수압에 의해 고속으로 회전되도록 한 것을 특징으로 하는 고속회전식 분사노즐을 구비한 여과지용 표면세척기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고속회전용 날개(204)의 유단면(208)을 30°경사 및 10㎜ 도출형으로 하여 이 유단면에 깊이 1.5㎜, 폭 5 내지 6㎜인 유충홈(206)과, 깊이 0.5㎜, 폭 5 내지 6㎜인 수로홈(207)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 고속회전식 분사노즐을 구비한 여과지용 표면세척기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 Y형관의 지관(203)의 중간부분을 노즐의 회전방향으로 3°내지 5°의 각도로 경사시킨 것을 특징으로 하는 고속회전식 분사노즐을 구비한 여과지용 표면세척기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 부쉬형 결속나사(201)와 본관(202)의 접촉면에 라운딩(210)을 주어 회전력을 높인 것을 특징으로 하는 고속회전식 분사노즐을 구비한 여과지용 표면세척기.
- 상기 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 고속회전식 분사노즐(3)은 수중에서도 통상의 상수도 수압인 4.0㎏/㎠의 수압에서 200 내지 1000rpm으로 고속회전 가능한 것을 특징으로 하는 고속회전식 분사노즐을 구비한 여과지용 표면세척기.
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