KR100719602B1 - 오존수를 이용한 배관세정장치 - Google Patents

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Abstract

급수배관이나 난방배관 내부에 증착된 각종 오염물질과 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있는 오존수와 공기방울 및 초음파를 이용한 배관세정장치가 개시되어 있다. 이를 위하여 오존 공급수단, 배관을 통하여 유입된 물에 오존 공급 장치에서 공급된 오존을 용해하여 세정수를 제조하는 오존 용해탱크, 및 제조된 세정수를 오염배관 입구 측에 투입하는 인젝터 및 인젝터에 연결된 압축기를 가지는 세정수 투입수단을 가지는 오존수를 이용한 배관 세정장치를 제공한다. 오존, 과산화수소를 포함하는 세정수로 배관을 세정함으로써, 배관 내부에 존재하는 각종 이물질이나 세균을 효과적으로 제거할 수 있고 초음파를 이용하여 배관에 미세진동을 주면 스케일를 포함한 이물질들을 배관본체로부터 박리시켜 경질스케일도 제거가 가능하다. 따라서 급수관의 세정 및 소독과 난방효율을 현저히 개선시킬 수 있고 세균이나 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있다.

Description

오존수를 이용한 배관세정장치{Pipe washing equipment using ozonated water}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배관세정장치를 설명하기 위한 장치 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배관 세정장치를 난방배관 세정에 적용한 것을 설명하기 위한 사용상태 설명도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배관 세정장치를 급수배관 세정에 적용한 것을 설명하기 위한 사용상태 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
10 : 오존 공급장치 12, 40 : 역지밸브
20 : 과산화수소 공급장치 30 : 오존 용해 및 혼합탱크
34 : 오존 분해 및 공기배출장치
37 : 오존 용해장치 38 : 세정수 혼합장치
50 : 세정수 투입수단 52 : 압축기
54 : 인젝터 55 : 초음파세정장치
57 : 초음파발생장치 59 :초음파 전달장치
60 : 필터 62 : 활성탄
64 : 여과사 66 : 부직포
70 : 퇴수구
본 발명은 오존수를 이용한 배관 세정장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 오존수를 이용하여 오염된 급수배관이나 난방배관의 살균 및 세정효과를 현저히 개선시킬 수 있는 세정장치에 대한 것이다.
일반적으로 일반가정이나 아파트, 또는 건물 등에 한번 설치하면 장기간 사용하게 되는 급수배관의 특징상 시간이 경과함에 따라 배관 내부에는 부식에 의한 녹 발생, 각종 유·무기 물질 등이 침착 그리고 각종 미생물 및 박테리아의 서식으로 상수도 등의 오염 원인이 되고 이는 위생상 매우 큰 문제점을 야기한다.
또한, 난방배관의 경우 공급되는 냉각수에는 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리염이 해리 용해되어 있고 이것들의 염류는 냉각수계 내에서 농축되고 고온의 열 교환기의 전열면에 석출되어 스케일 장해를 일으킨다. 스케일의 구성 성분은 탄산칼슘, 산화철, 실리카, 인산칼슘 등으로 이러한 성분들이 순환수 중에서 농축되어 금속표면에 석출되어 스케일을 형성하며 수온상승(냉각수 온도상승, 열교환기 표면 의 온도 상승), pH상승에 의해 스케일 형성이 촉진된다.
이와 같은 스케일이 배관내벽에 응고 증착되거나 침전되어 굳어질 경우 열전달 효율이 현저히 떨어지기 때문에 난방효율이 떨어진다. 따라서 연료비가 상승하고, 또는 배관 내 수압이 높아져 배관의 부분적인 파손 우려가 증가한다. 예를 들어 일반 가정에서 사용한지 10년이 넘은 난방배관에서 녹물이 나오는 현상은 이러한 침전물이 부식되면서 발생하는 현상이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 배관을 교체할 수 있지만, 이 경우 많은 비용과 장기간의 공사기간 및 불편사항이 따르게 된다. 따라서 상당수의 사람들은 오염된 물을 계속 사용하거나, 난방효율의 저하 등의 문제를 감수하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 아파트나 빌딩과 같이 통합형 배관을 사용하고 있는 곳에서는 주기적으로 강한 압력의 물을 맥동을 가지도록 분사 주입하여 압력에 의하여 이러한 침전물이 떨어져 쓸려나가도록 하고 있으나 수압이라는 단순한 물리적 수단만으로 배관을 세정하는 것에는 한계가 있다.
또한 약품을 사용하는 경우 오랜 시간이 흐르면 사용한 약품이 침전 후 경화하여 단단한 층을 이루기 때문에 배관통로를 좁게 하는 등의 문제점이 발생하게 된다. 따라서 이러한 급수배관이나 난방배관 내부의 침착문제와 세균증식의 문제를 동시에 해결할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 급수배관이나 난방배관 내부에 증착된 스케일, 슬라임 등 각종 오염물질과 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있는 오존수를 이용한 배관세정장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 오존 공급수단; 배관을 통하여 유입된 물에 상기 오존 공급 장치에서 공급된 오존을 용해하여 세정수를 제조하는 오존 용해탱크; 및 상기 제조된 세정수를 오염배관 입구 측에 투입하는 인젝터 및 상기 인젝터에 연결된 압축기를 가지는 세정수 투입수단을 포함하는 오존수를 이용한 배관 세정장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 오존수, 과산화수소를 포함하는 세정수와 초음파를 사용하여 배관을 세정함으로써, 배관 내부에 존재하는 각종 이물질이나 세균, 특히 스케일 등을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서 급수효율이나 난방효율을 현저히 개선시킬 수 있고 세균이나 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 오존수를 이용한 배관세정장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배관세정장치를 설명하기 위한 장치 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 배관세정장치는 오존 공급수단(10), 상 기 오존을 물에 용해하여 세정수를 만드는 오존 용해 및 혼합 탱크(30) 그리고, 상기 제조된 세정수를 오염배관 입구 측에 투입하는 세정수 투입수단(50)을 가진다.
이하, 각 구성요소 별로 구체적으로 설명한다.
먼저 본 실시예에 의한 배관세정장치는 오존(O3) 공급장치(10)를 가진다.
오존(O3)은 분자량 48, 용점 -251℃, 비점 112℃, 비중 1.7 등의 물성을 가지는 불안정한 상태의 물질로서 물에 용해된 오존수는 유·무기 물질에 대한 산화 및 분해력이 우수하고 각종 미생물 및 박테리아에 대한 살균력이 탁월하다. 이와 같은 성질을 가진 오존을 고농도로 포함하는 세정수를 사용하여 배관내부를 세정하면 배관내부의 슬라임, 스케일 등의 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이때 오존은 온도가 높을수록 오존의 반감기가 떨어지기 때문에 가능한 온도를 낮춰서 세정을 진행하는 것이 바람직하다.
그리고 본 실시예에 의한 배관세정장치는 오존 용해 및 혼합 탱크(30)를 포함한다.
상기 오존 용해 및 혼합 탱크(30)에 연결된 배관을 통하여 상기 오존 용해 및 혼합 탱크(30)에 물과 상기 오존 공급수단을 통하여 상기 오존 용해 및 혼합 탱크(30)에 오존이 투입된다. 이때 오존의 역류를 방지하기 위하여 상기 오존 공급장치(10)와 상기 오존 용해 및 혼합탱크(30) 사이에는 역지밸브(12)를 설치하는 것 이 바람직하다. 상기 물과 오존은 상기 용해 및 혼합 탱크(30)의 오존용해장치(37)에 의해 용해가 촉진되어 배관 세정에 사용되는 세정수로 제조된다. 상기 오존 용해장치(37)는 발생되는 오존과 물의 접촉면적을 크게 하여 용해효율을 향상시키기 위한 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 투입된 물에 오존의 효과적인 용해를 촉진하기 위하여 세정수 혼합수단(38)을 상기 오존 용해 및 혼합 탱크(30) 내에 설치하는 것이 바람직하다. 상기 세정수 혼합수단(38)은 일반적인 액체 혼합장치, 예를 들면 혼합용 팬이나 이종의 액체를 서로 혼합 할 수 있는 나선형 튜브 등을 사용할 수 있다.
또한, 초음파를 발생시키는 초음파 발생장치(57) 및 상기 오염배관에 부착되어 상기 초음파 발생장치(57)로부터 발생된 초음파를 오염배관에 전달하는 초음파 전달장치(59)을 포함하는 초음파 세정장치(55)을 더 포함할 수 있다. 상기 초음파 전달장치(59)는 초음파를 오염된 배관에 효율적으로 전달하기 위한 다양한 형상을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 초음파 전달장치(59)를 배관직경 등을 고려하여 제작하여 일정한 간격을 두고 배관에 부착하면, 연질 스케일 뿐 아니라 경질 스케일의 제거에 매우 효과적이다. 일반적으로, 예를 들면 클립형태의 초음파 전달장치의 경우 약 1.5 내지 3 m 정도까지 경질스케일 제거에 필요한 정도의 초음파가 전달되므로, 약 1.5 내지 3 m 간격으로 초음파 전달수단을 설치해야 효과적으로 연질스케일 뿐 아니라 경질스케일도 제거가 가능하다.
이때, 상기 초음파 전달장치(59)는 배관을 싸고 있는 보온제 등을 제거한 후 설치하고, 이를 각 세대관에 적용하는 경우, 먼저 수도계량기 앞쪽과 뒤쪽에 접촉하고 세대내의 각각의 냉·온수 수도꼭지에 초음파 전달장치를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 초음파 전달장치는 배관 외부에 설치하므로 설치가 매우 간단한 장점이 있다.
이와 같이 오존수, 공기방울 뿐만 아니라 초음파 진동을 부가하면, 초음파의 미세한 진동으로 배관본체로부터 스케일을 박리시키는 효과가 있어 연질 스케일은 물론 경질 스케일까지 제거가 가능하다.
이를 위하여, 본 실시예에 의한 상기 배관세정장치는 과산화수소를 상기 오존 용해 및 혼합탱크(30)에 공급하는 과산화수소 공급장치(20)를 설치할 수도 있다.
이와 같이 오존 외에 과산화수소를 세정수에 혼합하면, 단순히 오존만을 사용하는 장치를 사용하는 경우보다 이물질 제거와 살균효과가 현저히 향상된다.
상기 오존 용해 및 혼합탱크(30)에서 제조된 세정수는 세정수 투입수단(50)에 연결된 배관을 따라 상기 세정수 투입수단(50)으로 이송된다. 이때 상기 오존 용해 및 혼합탱크(30)와 상기 세정수 투입수단(50) 사이에는 역지밸브(40)를 설치하여 세정수가 오존 용해 및 혼합탱크(30) 측으로 역류하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 오존 용해 및 혼합탱크에는 예를 들면, 활성탄 등의 오존 분해수단과 오존 용해 및 혼합탱크 상단에 설치된 에어핀 등의 공기배출장치를 가지는 오존 분해장치 및 공기배출장치(34)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 오존 공 급수단을 통하여 공급된 오존 중 상기 배관을 통하여 유입된 물에 용해되지 않은 잉여오존이 발생될 수 있는데. 상기 오존 분해수단을 통하여 잉여 오존이 공기 중에 배출되는 것을 방지할 수 있고, 상기 공기배출장치를 통하여 배관 중의 공기를 제거하여 난방효율 등을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 의한 배관세정장치는 상기 오존 용해 및 혼합탱크에서 제조된 세정수를 오염배관 입구 측에 투입하는 세정수 투입수단(50)을 가진다.
구체적으로, 상기 세정수 투입수단(50)은 인젝터(52) 및 압축기(54)를 포함한다. 상기 인젝터(52)는 예를 들면 벤추리관 형태를 가질 수 있으며 오존수를 강한 압력으로 세정하려는 배관으로 분사한다. 또한, 상기 압축기(54)에서는 많은 양의 공기방울(기포)이 발생되어 상기 세정수에 혼합됨으로써 공기방울에 의한 배관세정작용을 기대할 수 있다. 상기 압축기(54)는 인젝터(52)에 연결될 수 있으나, 연결위치는 이에 한정되지 않으면, 세정수가 배관에 투입되기 전에 기포를 세정수에 제공할 수 있는 위치이면 어느 위치에 연결되어도 무방하다.
또한, 본 실시예에 의한 배관세정장치는 펌프(70)를 가지는 것이 바람직하다. 상기 세정수가 배관을 통과하면서 배관 내부의 슬라임, 슬러지 등의 이물질을 제거하고, 살균작용을 수행한 후 세정수 일부는 다시 배관을 통하여 환류되는데, 상기 펌프(70)는 이와 같이 아파트, 주택, 각종 건물 등의 배관을 통과한 세정수를 다시 배관을 통하여 환류시키는 역할을 한다.
또한, 본 실시예에 의한 배관세정장치는 필터(60)를 더 포함할 수 있다. 배 관 세정을 마친 세정수 중 일부는 퇴수구(70)를 통하여 배출되는데, 퇴수구(70)로 배출되는 세정수에 의한 환경오염 등을 방지하기 위하여 활성탄(62), 여과사(64), 부직포(66)를 포함하는 필터(60)를 통과하게 하는 것이 바람직하다.
상술한 배관세정장치를 사용하면, 오존수에 의한 각종 세균의 살균세정과 이물질 제거작용 외에, 과산화수소에 의한 세정효과가 추가되어, 각종 세균을 효과적으로 제거할 수 있고, 산화작용을 통하여 배관 내벽에 이물질이 침착 응고되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 배관세정장치는 구체적으로, 아파트, 빌딩 등 대형 건물이나 단독주택 등의 난방배관이나 급수배관의 세정 등에 널리 사용될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 배관 세정장치를 난방배관 세정에 적용하는 것을 설명하기 위한 사용상태 설명도이다.
도 2를 참조하면, 보일러에서 공급된 물이 배관을 따라 오존 용해 및 혼합탱크(30)에 투입된다. 상기 오존 용해 및 혼합탱크(30)에는 오존공급장치(10)로부터 오존이, 과산화수소 공급장치(20)로부터 과산화수소가 공급된다. 상기 세정수 혼합탱크(30) 내에서 상기 공급된 물, 오존, 과산화수소가 세정수 혼합장치(38)를 통하여 균일하게 혼합된다. 이때, 오존 용해 및 혼합탱크(30) 안에 설치된 활성탄 등의 오존분해수단에 의하여 잉여 오존이 분해 제거되고, 에어핀 등의 공기배출장치에 의하여 공기가 외부로 방출된다.
세정수는 역지밸브(40)를 거쳐 인젝터(52)에 의하여 아파트의 각 세대나 주 택 등 각종 건물의 난방배관으로 분사된다. 이때 인젝터(52)에 압축기(54)가 연결되어 다량의 기포를 상기 세정수에 공급함으로써 세정효과를 배가시킬 수 있다. 상기 난방배관을 통과한 세정수 중 일부는 펌프(70)에 의하여 보일러로 환수되고, 일부는 필터(60)를 거쳐 퇴수구로 방출된다. 방출된 난방수는 보충수 탱크에 저장된 물로써 보충된다.
도 2에서는 보일러에서 공급된 물이 각 세대 등의 난방에 제공되기 전에 본 실시예에 의한 배관세정장치를 설치한 것을 도시하였으나, 보일러에서 공급된 물은 반복적으로 환류하므로, 각 세대의 난방을 마친 물이 보일러에 다시 환수되기 전에 본 실시예에 의한 배관세정장치를 설치하여도 무방하다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이 초음파 발생장치(57)와 초음파 전달장치(59)을 가지는 초음파 세정장치(55)를 사용하는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에 도시된 배관 세정장치를 급수배관 세정에 적용하는 것을 설명하기 위한 사용상태 설명도이다. 도 3은 구체적으로, 각 가정 등에 공급되는 상수도 등의 계량기 전단부에 본 배관세정장치를 설치한 예시도이다.
구체적으로, 외부 상수도관 등에서 공급되는 물이 계량기를 통과하기 전에 오존 용해 및 혼합탱크(30)에 투입된다. 상기 오존 용해 및 혼합탱크(30)에는 오존공급장치(10)로부터 오존이, 과산화수소 공급장치(20)로부터 과산화수소가 공급된다. 상기 오존 용해 및 혼합탱크(30) 내에서 상기 상수도관 등에서 공급되는 물, 오존, 과산화수소가 세정수 혼합장치(38)를 통하여 균일하게 혼합된다. 이때, 오존 용해 및 혼합탱크(30) 안에 설치된 활성탄 등의 상기 오존분해수단에 의하여 잉여오존이 분해 제거되고, 에어핀 등의 상기 공기배출장치에 의하여 공기가 외부로 방출된다.
세정수는 역지밸브(40)를 거쳐 인젝터(52)에 의하여 주택의 급수배관에 분사되어 계량기를 통과하여 단독주택이나 아파트 또는 건물의 급수배관이 세정된다. 급수배관을 통과한 세정수는 필터(60)를 거쳐 퇴수구로 방출된다. 본 실시예에서도 도 1에 도시한 바와 같이 초음파 발생장치(57)와 초음파 전달장치(59)을 가지는 초음파 세정장치(55)를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 오존, 과산화수소를 포함하는 세정수로 배관을 세정함으로써, 배관 내부에 존재하는 각종 이물질이나 세균을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서 급수관의 세정 및 소독과 난방효율을 현저히 개선시킬 수 있고 세균이나 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 오존(O3) 공급수단;
    배관을 통하여 유입된 물에 상기 오존 공급장치에서 공급된 오존을 용해하여 세정수를 제조하는 오존 용해 및 혼합탱크;
    상기 제조된 세정수를 오염배관 입구 측에 투입하는 인젝터, 및 상기 세정수에 기포를 공급하는 압축기를 가지는 세정수 투입수단; 및
    상기 오존 용해 및 혼합탱크와 상기 세정수 투입수단 사이에 설치되어 상기 세정수의 역류를 방지하는 역지밸브를 포함하는 오존수를 이용한 배관 세정장치.
  2. 제1 항에 있어서, 초음파를 발생시키는 초음파 발생장치 및 상기 오염배관에 부착되어 상기 초음파 발생장치로부터 발생된 초음파를 오염배관에 전달하는 초음파 전달장치를 포함하는 초음파 세정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 배관세정장치.
  3. 제1 항에 있어서, 과산화수소를 상기 오존혼합탱크에 공급하는 과산화수소 공급장치, 상기 오존 혼합 및 혼합탱크에 형성되어 상기 오존공급수단에서 공급된 오존을 상기 배관을 통하여 유입된 물에 용해시키는 오존용해장치, 및 상기 오존 용해 및 혼합탱크에 형성된 세정수 혼합장치를 더 포함하고,
    상기 세정수는 상기 배관을 통하여 유입된 물에 상기 오존 공급장치에서 공급된 오존을 용해한 오존수, 및 상기 과산화수소 공급장치에서 공급된 과산화수소 를 상기 세정수 혼합장치를 사용하여 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 배관 세정장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 오존 용해 및 혼합탱크가
    잉여 오존을 분해 제거하기 위한 오존 분해수단, 및 배관 중의 공기를 제거하기 위한 공기배출장치를 가지는 오존분해 및 공기배출장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 배관세정장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 배관세정장치가
    상기 오염배관을 통과한 세정수의 일부를 환류시키는 펌프; 및
    상기 오염배관을 통과한 세정수의 나머지 일부를 여과하는 활성탄, 여과사, 및 부직포를 포함하는 여과수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 배관 세정장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 오염배관이 난방배관, 또는 상수도 급수배관인 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 배관 세정장치.
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