KR100721156B1

KR100721156B1 - 자동 청소 기능을 가진 물탱크 구조 및 이를 이용한물탱크의 자동청소방법

Info

Publication number: KR100721156B1
Application number: KR1020060051980A
Authority: KR
Inventors: 방만혁
Original assignee: (주)금강
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2007-05-25

Abstract

내부에 물을 수용하기 위한 몸체를 구비하는 물탱크 구조는 몸체 내로 물을 공급하기 위해 외부로부터 몸체 내의 소정 높이까지 연장되게 설치되는 공급관; 공급관의 공급경로에 설치되어 몸체 내로 공급된 물이 소정 수위 이하일 때 공급관의 공급경로를 개방하여 몸체 내로 물을 공급하고, 소정 수위 이상일 때 공급관의 공급경로를 닫는 제1 수위조절밸브; 제1 수위조절밸브가 닫힌 상태에서 공급관으로부터 물을 공급받아 외부로 배출하는 배출관; 배출관으로부터 배출된 물이 저장되고, 하단에 형성된 소형 유출구를 통해 내부의 물을 상대적으로 적은 유량으로 유출시키는 제어탱크; 몸체의 바닥에 연결되고, 선택적으로 열리고 닫힘에 의해 몸체 내의 물을 몸체에 침전된 이물질과 함께 외부로 방출하는 청소관; 및 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이하일 때 청소관을 닫아 몸체 내의 물을 가두고, 소정 수위 이상일 때 청소관을 개방하여 몸체 내의 물을 외부로 방출시키는 제2 수위조절밸브를 포함한다.

물탱크, 바이패스관, 자동청소, 청소관

Description

자동 청소 기능을 가진 물탱크 구조 및 이를 이용한 물탱크의 자동청소방법{WATER TANK STRUCTURE HAVING AUTOMATIC CLEANING FUNCTION TANK AND AUTOMATIC CLEANING METHOD OF WATER TANK USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 물탱크 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.

도 2는 도 1의 물탱크에서 물 공급과정을 도시하는 개략단면도.

도 3은 도 1의 물탱크에서 물이 공급되어 제1 수위조절밸브가 닫힌 상태를 도시하는 개략단면도.

도 4는 도 1의 물탱크에서 물이 바이패스관을 통해 제어탱크로 공급되어 제2 수위조절밸브가 열리는 상태를 도시하는 개략단면도.

도 5는 도 1의 물탱크에서 개방된 제2 수위조절밸브를 통해 물탱크 내부의 물이 외부로 배수되어 제1 수위조절밸브가 개방되는 상태를 도시하는 개략단면도.

도 6은 도 1의 물탱크에서 제2 수위조절밸브가 닫히며 물탱크 내에 물이 채워지는 상태를 도시하는 개략단면도.

도 7은 본 발명의 구조가 적용되는 물탱크의 바닥면을 도시하는 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10..물탱크 15..급수관 20..공급관

22..배출관 30..중간배관 32..필터

40..연결관 42..공급경로 44..제1 수위조절밸브

48..배출경로 50..청소관 52..제2 수위조절밸브

60..제어탱크 64..제어탱크 유출경로 66..소형 유출구

70..가이드부재

본 발명은 물탱크 구조에 관한 것이며, 보다 상세하게는 자동 청소 기능을 가진 물탱크 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 물탱크와 같이 액체를 저장하기 위한 저장탱크는 옥외 또는 건물의 옥상 등에 설치된다.

종래의 물탱크는 기본적으로 물탱크 내로 물을 공급하기 위한 공급관과, 사용자에게 물을 급수하는 급수관 및 청소 등을 목적으로 물을 외부로 배출하기 위한 배출관을 구비한다. 배출관에는 밸브가 설치되어 필요한 때에만 개방하도록 구성된다.

이러한 물탱크는 외부에서 공급되는 물에 포함된 이물질이 물탱크 바닥에 가라앉게 되므로 주기적인 청소작업이 필요하며, 물탱크 내부를 청소하기 위해서는 물탱크 내부의 물을 외부로 배출해야 한다. 이 경우, 배출관이 이물질에 의해 막히는 것을 방지하기 위해, 배출관의 입구는 통상적으로 물탱크의 바닥으로부터 약간 상승한 위치에 배치된다. 따라서 종래의 물탱크를 청소하기 위해서는, 물탱크 내의 물을 모두 외부로 배출한 후, 수작업으로 또는 작업자가 직접 물탱크 내의 이물질을 제거해야 하므로 청소작업이 매우 불편하다는 단점이 있었다. 또한, 물탱크를 청소하는 동안에는 청소시간만큼 물을 공급할 수 없으므로, 물탱크로부터 물을 공급받는 사용자가 단수 등의 불편을 감수해야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 몸체 내의 수위가 일정 수준 이상일 때 공급경로에 설치된 제1 수위조절밸브가 닫히게 되고, 월류(overflow)되는 물이 제어탱크 내로 유입되어 일정 수위가 되면 청소관 및 바이패스관에 설치된 제2 수위조절밸브가 열리게 되어, 몸체의 바닥에 연결된 배수관을 통해 침전된 이물질과 함께 물을 배수함으로서 자동 청소 기능을 가진 물탱크 구조, 및 이를 이용한 물탱크의 자동 청소 방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 물을 수용하기 위한 몸체를 구비하는 물탱크 구조에 있어서, 상기 몸체 내로 물을 공급하기 위해 외부로부터 상기 몸체 내의 소정 높이까지 연장되게 설치되는 공급관; 상기 공급관의 공급경로에 설치되어 상기 몸체 내로 공급된 물이 소정 수위 이하일 때 상기 공급관의 공급경로를 개방하여 상기 몸체 내로 물을 공급하고, 소정 수위 이상일 때 상기 공급관의 공급경로를 닫는 제1 수위조절밸브; 상기 제1 수위조절밸브가 닫힌 상태에서 상기 공급관으로부터 물을 공급받아 외부로 배출하는 배출관; 상기 배출관으로부터 배출된 물이 저장되고, 하단에 형성된 소형 유출구를 통해 내부의 물을 상대적으로 적은 유량으로 유출시키는 제어탱크; 상기 몸체의 바닥에 연결되고, 선택적으로 열리고 닫힘에 의해 상기 몸체 내의 물을 상기 몸체에 침전된 이물질과 함께 외부로 방출하는 청소관; 및 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이하일 때 상기 청소관을 닫아 상기 몸체 내의 물을 가두고, 소정 수위 이상일 때 상기 청소관을 개방하여 상기 몸체 내의 물을 외부로 방출시키는 제2 수위조절밸브를 포함하는 물탱크 구조를 제공한다.

바람직하게, 상기 물탱크 구조는 상기 공급관으로부터 분기되어 상기 청소관과 연결되는 바이패스관을 더 포함하고, 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상이 되어 상기 제2 수위조절밸브가 상기 청소관을 개방할 때, 상기 공급관으로 공급된 물은 상기 청소관을 통해 방출되는 물과 함께 상기 바이패스관을 통해 외부로 방출된다.

또한, 상기 공급관과 상기 몸체 사이에는 외부로부터 공급되는 물을 여과하기 위한 필터가 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제어탱크에는 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상일 때 해당 수위 이상의 물을 자동으로 외부로 유출시키는 제어탱크 유출경로가 연결될 수 있다.

바람직하게, 상기 물탱크의 바닥에는 물의 유입방향에 대해 경사지게 설치되어 자연스러운 물의 유동을 유도하는 가이드부재가 설치된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에 물을 수용하기 위한 몸체를 구비하는 물탱크를 자동으로 청소하는 방법에 있어서, (a) 상기 몸체 내에 소정 높이까지 연 장되게 설치된 공급관을 이용하여 상기 몸체 내로 물을 공급하는 단계; (b) 상기 몸체 내의 물이 소정 수위에 도달하면 제1 수위조절밸브를 이용하여 상기 공급관의 공급경로를 닫고 상기 공급관으로부터 공급된 물을 배출관으로 공급하는 단계; (c) 상기 배출관으로부터 배출된 물을 제어탱크에 저장하는 단계; (d) 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상일 때 상기 몸체의 바닥에 연결된 청소관에 설치된 제2 수위조절밸브를 개방하여 상기 몸체 내의 물을 상기 몸체 내의 이물질과 함께 상기 청소관을 통해서 외부로 방출하는 단계; (e) 상기 제어탱크 내의 물이 상기 제어탱크의 하단에 형성된 소형 유출구를 통해 상대적으로 작은 유량으로 유출되어 상기 제어탱크 내의 수위가 소정 수준 이하로 내려갈 때 상기 제2 수위조절밸브를 닫아 상기 몸체 내의 물을 가두는 단계; (f) 상기 단계 (d)에서 상기 제2 수위조절밸브의 개방으로 인해 상기 몸체 내의 수위가 소정 수준 이하로 내려가면 상기 제1 수위조절밸브로 상기 공급경로를 개방하여 상기 몸체 내로 물을 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 단계 (a) 내지 (f)의 공정을 반복함으로써 상기 몸체 내의 이물질을 자동으로 청소하는 물탱크의 자동 청소 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 단계 (d)에서 상기 제2 수위조절밸브가 개방될 때, 상기 공급관으로부터 분기되어 상기 청소관으로 연결된 바이패스관이 함께 개방되어 상기 공급관으로부터 공급된 물을 상기 청소관을 통해 방출되는 물과 함께 외부로 방출한다.

또한, 상기 공급관으로부터 공급되는 물은 상기 몸체 내로 공급되기 전에 필터를 통과하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제어탱크에는 소정 높이에 제어탱크 유출경로가 연결되어, 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상일 때 해당 수위 이상의 물을 자동으로 외부로 유출시키는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 물탱크의 바닥에는 가이드부재가 물의 유입방향에 대해 경사지게 설치되어 자연스러운 물의 유동을 유도한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 물탱크 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

본 발명에 따른 물탱크 구조를 설명하기에 앞서, 본 발명의 구조가 적용되는 물탱크(10)는 일반적으로 옥상 또는 실외에 설치되며, 그 형상 및 재질은 본 발명에서 특별히 한정되지 않는다. 다만, 물탱크(10)는 내부에 물을 저장할 수 있는 소정 형상의 몸체(12)를 구비한다.

본 발명에 따르면, 물탱크(10)에는 내부에 물을 공급하기 위한 공급관(20) 이 설치된다. 공급관(20)은 몸체(12)의 외부로부터 몸체(12) 내의 소정 높이까지 연장되게 설치된다. 바람직하게, 공급관(20)은 물탱크보다 높은 곳으로부터 우수, 계곡수 또는 하천수와 같은 자연수를 공급받거나 별도의 동력수단을 이용하여 몸체(12) 내로 물을 공급한다. 이때, 공급관(20)은 몸체(12) 내부에서 소정의 높이까지 연장된 중간배관(30)으로 물을 공급하며, 중간배관(30)으로 공급된 물은 몸체(12) 내로 공급되거나 배출관(22)을 통해 외부로 배출된다. 중간배관(30)을 통과한 물의 이동경로에 대해서는 이후에 상세히 설명된다.

중간배관(30)은 하부로부터 상부로 물을 공급하도록 배치되며, 중간배관(30) 내에는 물을 여과하기 위한 필터(32)가 설치된다.

중간배관(30)을 통과한 물은 연결관(40)으로 공급된다. 연결관(40)은 몸체(12)의 내부와 연결된 공급경로(42)와 배출관(22)으로 연결된 배출경로(48)로 분기된다. 이때, 공급경로(42)는 연결관(40)으로부터 하부를 향하도록 연장되고, 배출경로(48)는 연결관(40)으로부터 상부를 향하도록 연장된다. 따라서, 연결관(40)으로 공급된 물은 일차적으로 공급경로(42)로 공급되며, 공급경로(42)가 후술하는 제1 수위조절밸브(42)에 의해 막힌 경우 배출경로(48)로 공급된다.

본 발명에서는 공급관(20), 중간배관(30) 및 연결관(40)을 서로 나누어 설명하였으나, 공급관(20), 중간배관(30) 및 연결관(40)은 서로 연결된 것으로서, 이들은 모두 공급관으로 통칭될 수 있다.

공급경로(42)에는 제1 수위조절밸브(44)가 설치되고, 제1 수위조절밸브(44) 에는 몸체(12) 내의 수위에 따라 이동하는 플로트(46)가 설치되어, 플로트(46)의 위치에 따라서 공급경로(42)를 열고 닫는다. 즉, 제1 수위조절밸브(44)는 몸체(12) 내로 공급된 물이 소정 수위 이하일 때에는 하방으로 쳐진 플로트(46)에 의해 공급경로(42)를 열어 몸체(12) 내로 물을 공급하고, 소정 수위 이상일 때에는 플로트(46)가 위로 상승하면서 공급경로(42)를 닫아서 배출경로(48)로 물을 공급하게 된다. 이로 인해 몸체(12) 내의 수위는 항상 일정 수준을 넘지 않게 되며, 따라서 물의 과도 수용에 따른 위험을 제거하게 된다.

한편, 상기 공급관(20)에는 공급관 유출경로(24)가 설치될 수 있다. 공급관 유출경로(24)는 공급관(20)으로부터 소정 높이까지 연장되어 배출관(22)으로 연결된다. 이때, 공급관 유출경로(24)는 연결관(40)의 공급경로(42)와 배출경로(48)보다 높은 위치까지 연장되어 배출관(22)에 연결된다.

이러한 구조에서, 바이패스관(34)에 연결된 제2 수위조절밸브(52)가 닫힌 상태에서 필터(32)가 막히는 등의 이유로 공급관(20)의 물이 중간배관(30)으로 진행하지 못하는 경우, 공급관 유출경로(24)는 공급관(20)에 공급된 물을 배출관(22)으로 공급하는 역할을 한다. 즉, 공급관 유출경로(24)가 연결관(40)의 공급경로(42)와 배출경로(48)보다 높은 위치까지 연장되기 때문에, 필터(32)에 오물이 끼지 않은 경우 공급관(20)의 물은 중간배관(30)을 통해서 연결관(40)의 공급경로(42) 또는 배출경로(48)로 공급되며, 필터(32)에 오물이 끼어 중간배관(30)으로 물이 공급되지 않는 경우에만 공급관(20)의 물이 공급관 유출경로(24)를 통해 배출관(22)으로 공급된다.

공급관 유출경로(24)는 필터(32)가 막힌 상태에서 물이 지속적으로 유입되어 공급관(20)이 파손되는 것을 방지한다. 또한, 공급관 유출경로(24)에 의해 배출관(22)으로 공급된 물은 제어탱크(60)로 공급되어 제2 수위조절밸브(52)를 개방하고, 그에 따라 바이패스관(34)이 개방되므로, 중간배관(30) 내의 물이 바이패스관(34)을 향해 이동하면서 필터(32)에 끼인 오물 등을 외부로 배출할 수 있다. 즉, 본 발명의 물탱크 구조는 몸체(12)의 바닥에 침전된 이물질을 자동으로 배출함과 동시에 필터(32)에 끼인 오물을 함께 청소하는 것이 가능하다.

또한, 몸체(12)에는 외부의 사용자에게 물을 급수하기 위한 급수관(15)이 설치되며, 급수관(15)은 종래의 것과 유사하거나 실질적으로 동일한 구성을 갖는 것으로서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

몸체(12)의 바닥에는 청소관(50)이 연결된다. 청소관(50)은 그 방출경로가 후술하는 제2 수위조절밸브(52)에 의해 선택적으로 열리고 닫히게 구성되어, 제2 수위조절밸브(52)가 개방될 때 몸체(12) 내의 물을 외부로 방출한다. 이 경우, 청소관(30)이 몸체(12)의 바닥에 연결되어 있으므로, 몸체(12)의 바닥에 침전된 이물질을 별도의 공정 없이도 외부로 배출하게 된다.

바람직하게는, 공급관(20)에는 중간배관(30)과는 별도로 바이패스관(34)이 연결될 수 있다. 바이패스관(34)은 공급관(20)으로부터 분기되어 청소관(50)과 연결되며, 제2 수위조절밸브(52)가 청소관(50)을 개방할 때 공급관(20)으로부터 공급된 물을 함께 방출하게 된다. 이때, 바이패스관(34)은 공급관(20)이 중간배관(30)으로 연결되기 전에 공급관(20)으로부터 분기되므로, 바이패스관(34)을 통해 방출 되는 물은 여과되지 않은 상태이다.

이 경우, 바이패스관(34)으로 유입된 물이 청소관(50)으로 역류하는 것을 방지하기 위해서, 바이패스관(34)과 청소관(50) 사이에는 별도의 밸브(미도시)가 설치되어 상호간의 연결을 제어할 수 있다. 보다 바람직하게는, 바이패스관(34)은 청소관(50)과는 별도로 제어탱크(60) 내부를 지나가고, 제어탱크(60) 내에서 제2 수위조절밸브(52)와 동일한 높이에 별도의 수위조절밸브(36)를 설치하여 제2 수위조절밸브(52)와 동시에 개폐동작을 하도록 구성한 후, 각 밸브(36, 52)를 지나간 위치에서 바이패스관(34)과 청소관(50)이 서로 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 제2 수위조절밸브(52)와 바이패스관(34)의 수위조절밸브(36)는 각각 청소관(50)과 바이패스관(34)에 설치된다는 점이 다를 뿐, 제어탱크(60)의 수위에 따라 각 배관을 열고 닫는 기능이 동일하므로, 이후에서는 각 밸브(36, 52)를 제2 수위조절밸브(52)로 통칭한다.

제2 수위조절밸브(52)가 개방되면, 청소관(50)을 통해 몸체(12) 내의 물이 이물질과 함께 방출되고, 또한 공급관(20)을 통해 공급된 물이 바이패스관(34)을 통해 동시에 방출된다. 이와 같이 바이패스관(34)을 통해 방출되는 물이 청소관(50)을 통해 방출되는 물과 혼합되면 상대적으로 이물질의 농도가 낮아지고 유량이 증가하게 되어 이물질을 보다 쉽게 배출하게 된다.

한편, 배출관(22)은 상기 제1 수위조절밸브(44)가 공급경로(42)를 닫은 경우 배출경로(48)로부터 물을 공급받아 외부로 배출한다. 이때, 배출관(22)은 제어탱크(60)와 연결되고, 제어탱크(60)는 배출관(22)으로부터 배출된 물을 공급받는다. 제어탱크(60)는 물탱크(10)의 외부에 설치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제어탱크(60)는 배출관(22)으로부터 배출된 물을 내부에 저장하며, 그 내부로 청소관(50)이 지나간다. 청소관(50)에 설치된 제2 수위조절밸브(52)는 제어탱크(60) 내에 위치한다. 제2 수위조절밸브(52)는 제어탱크(60) 내의 수위에 따라 이동하는 플로트(62)와 연결된다. 플로트(62)는 제어탱크(50) 내에 저장된 물이 소정 수위 이하일 때 상대적으로 아래에 위치하면서 제2 수위조절밸브(52)를 닫아 몸체(12) 내의 물을 외부로 유출되지 않도록 가두는 역할을 하고, 반면 제어탱크(60) 내의 물이 소정 수위 이상일 때 위로 상승하면, 제2 수위조절밸브(52)를 통해 청소관(50)의 방출경로를 열어 청소관(50)을 통해 몸체(12) 내의 물을 외부로 방출하게 된다. 이 경우, 몸체(12) 내의 수위는 점차 낮아지게 된다.

또한, 제2 수위조절밸브(52)가 개방되면 바이패스관(34)도 함께 개방되어 공급관(20)의 물은 바이패스관(34)을 통해 외부로 방출된다. 이 경우, 바이패스관(34)은 중간배관(30)의 하부에 형성되기 때문에, 공급관(20)의 물은 더 이상 중간배관(30)으로 공급되지 못하고 외부로 방출되며, 따라서 배출관(22)으로도 물이 공급되지 않아 제어탱크(60)로도 더 이상 물이 공급되지 않게 된다.

한편, 상기 제어탱크(60)에는 소정 높이에 제어탱크 유출경로(64)가 형성될 수 있다. 제어탱크 유출경로(64)는 제어탱크(60) 내의 물이 소정 수위 이상일 때 해당 수위 이상의 물을 외부로 자동으로 유출시키는 역할을 한다. 따라서, 제어탱크(60) 내의 물은 항상 소정 수위 이하로 유지되어, 과도한 물 유입에 따른 각종 고장이나 사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 제어탱크(60)의 하단에는 상대적으로 작은 크기를 갖는 소형 유출구(66)가 형성된다. 소형 유출구(66)는 제어탱크(60)로 더 이상 물이 공급되지 않을 경우 제어탱크(60) 내의 수위를 서서히 낮추는 역할을 한다. 이때, 소형 유출구(66)가 크면 제어탱크(60) 내의 물이 지나치게 빠르게 유출되어 제2 수위조절밸브(52)의 개방시간이 짧아지게 되며, 소형 유출구(66)가 작으면 제어탱크(60) 내의 물이 지나치게 느리게 유출되어 제2 수위조절밸브(52)의 개방시간이 길어지게 된다. 따라서, 소형 유출구(66)의 크기는 설치환경 및 목적에 따라서 적절하게 설정되어야 한다.

이와 같이 소형 유출구(66)를 통해 물이 유출되어 제어탱크(60) 내의 수위가 낮아지면, 플로트(62)가 하강하면서 제2 수위조절밸브(52)가 바이패스관(34)과 청소관(50)을 닫게 되고, 따라서 공급관(20)으로부터 공급되는 물은 바이패스관(34)으로 향하지 않고 중간배관(30)으로 공급된다. 물론, 중간배관(30)으로 공급되는 물은 제1 수위조절밸브(44)의 개폐상태에 따라서 공급경로(42)나 배출경로(48)로 공급된다.

한편, 본 발명의 구조가 적용되는 물탱크(10)는 물의 유동을 유도하기 위해서 바닥면에 소정의 가이드부재(70)를 설치할 수 있다. 도 7을 참조하면, 상기 가이드부재(70)는 물의 유입방향에 대해 경사지게 설치되어 유입된 물이 자연스럽게 원형으로 유동하도록 유도한다. 이 경우, 물의 자연스러운 유동에 의해 몸체(12) 내에 침전된 이물질은 몸체(12)의 바닥에 들러붙지 않으며, 청소관(50)이 개방될 때 청소관(50)을 따라서 자연스럽게 외부로 배출된다.

다음은 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 물탱크 구조의 자동 청소 방법을 순차적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 구조를 갖는 물탱크에 물을 공급과정을 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 물탱크는 물이 저장되지 않은 상태이며, 이때 제1 수위조절밸브(44)는 열려있고 제2 수위조절밸브(52)는 닫혀있는 상태이다. 이 상태에서 공급관(20)을 통해 물을 공급하면, 제2 수위조절밸브(52)가 닫혀 있어 바이패스관(34)으로 물이 유입되지 않으므로, 공급된 물은 필터(32)를 통해 중간배관(30)으로 공급되어 연결관(40)으로 향하게 된다. 이때, 제1 수위조절밸브(44)가 열려있는 상태이므로, 연결관(40)으로 공급된 물은 배출경로(48)로 향하지 않고 공급경로(42)를 통해 몸체(12) 내로 공급된다.

몸체(12) 내로 물이 공급되면 몸체(12) 내의 수위가 점차 높아지고, 소정 수위가 되면 도 3에 도시된 것처럼 제1 수위조절밸브(44)에 연결된 플로트(46)가 상승하여 제1 수위조절밸브(44)를 닫는다. 제1 수위조절밸브(44)가 닫히면 연결관(40)으로 공급된 물은 배출경로(48)를 통해 배출관(22)으로 공급된다. 배출관(22)으로 공급된 물은 또한 배출관(22)과 연결된 제어탱크(60)로 공급된다.

한편, 물탱크의 몸체(12)로 물을 공급하는 과정에서 필터(32)에 오물이 끼어 물이 중간배관(30)으로 진행하지 않는 경우, 공급관(20)을 통해 공급된 물은 공급관 유출경로(24)를 통해 배출관(22)으로 공급된다. 공급관 유출경로(24)를 통해 배출관(22)으로 공급된 물 또한 제어탱크(60)로 공급된다.

제어탱크(60)로 물이 공급되어 제어탱크(60) 내의 물이 소정 수위 이상이 되면, 도 4에 도시된 것처럼 제2 수위조절밸브(52)에 연결된 플로트(62)가 위로 상승하면서 제2 수위조절밸브(52)를 개방한다. 제2 수위조절밸브(52)가 개방되면, 청소관(50)과 바이패스관(34)이 개방된다. 따라서, 몸체(12) 내의 물은 청소관(50)을 통해 외부로 방출되고, 공급관(20)으로 공급된 물은 바이패스관(34)을 통해서 외부로 방출된다. 이때, 청소관(50)은 몸체(12)의 바닥에 형성되므로, 몸체(12)의 바닥면 및 그 부근에 침전된 이물질이 물과 함께 청소관(50)을 통해 외부로 방출된다. 또한, 바이패스관(34)이 개방되면, 공급관(20)을 통해 공급된 물은 상대적으로 하부에 위치한 바이패스관(34)을 통해 여과되지 않은 상태로 외부로 방출되고, 상대적으로 상부에 위치한 중간배관(30)으로는 공급되지 않는다. 또한, 중간배관(30) 내에 잔존하는 물 또한 자중에 의해 아래 방향으로 흐르면서, 필터(32)에 끼인 오물을 바이패스관(34)을 통해 외부로 배출한다. 이 상태에서, 몸체(12) 내의 물은 청소관(50)을 통해 외부로 방출되지만 추가로 유입되는 물이 없어 몸체(12) 내의 수위는 점차 낮아지게 된다. 또한, 이 상태에서 배출관(20)으로 물이 공급되지 않기 때문에 제어탱크(60)로도 더 이상 물이 공급되지 않는다.

몸체(12) 내의 수위가 점차 낮아지면, 도 5에 도시된 것처럼 플로트(46)가 하강하면서 제1 수위조절밸브(44)가 개방된다. 그러나 이 때에도 제2 수위조절밸브(52)가 개방되어 바이패스관(34)을 통해 공급관(20)의 물이 외부로 방출되므로, 실질적으로 몸체(12) 내로 물이 공급되지는 않는다. 그러나, 제어탱크(60) 내에는 더 이상 물이 유입되지 않고 또한 소형 유출구(66)를 통해 물이 천천히 외부로 빠져나가므로, 제어탱크(60) 내의 수위는 점차 낮아지게 된다.

제어탱크(60) 내의 수위가 점차 낮아져서, 도 6에 도시된 것처럼 제2 수위조절밸브(52)가 닫히면, 청소관(50)이 닫히면서 몸체(12) 내의 물이 외부로 방출되지 않고, 또한 바이패스관(34)이 닫히면서 공급관(20)의 물이 외부로 방출되지도 않는다. 이와 같이 제1 수위조절밸브(44)가 개방되고 제2 수위조절밸브(52)가 닫힌 상태는 실질적으로 물이 처음 유입되는 도 2의 상태와 동일하다. 따라서, 공급관(20)을 통해 공급된 물은 중간배관(30)을 경유하여 연결관(40)으로 공급된 후, 공급경로(42)를 통해 몸체(12) 내로 공급되어 몸체(12) 내의 수위가 점차 높아지게 된다.

상술한 과정은 특별한 문제가 발생하지 않는 한 지속적으로 반복된다. 따라서, 상술한 과정을 통해서, 본 발명에 따른 물탱크 구조는 몸체(12) 내의 수위를 항상 일정한 수준으로 유지하게 되며, 동시에 몸체(12) 바닥에 침전된 이물질을 주기적으로 자동으로 청소할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따른 물탱크 구조는 물탱크 내의 유량을 항상 일정 수준으로 유지하면서도 물탱크 바닥에 침전된 이물질을 자동으로 외부로 배출하게 됨으로써, 물탱크의 유량제어를 위해 별도의 계측이나 점검이 필요하지 않으며, 이물질 제거를 위해 번거로운 작업을 할 필요가 없어 매우 실용적이고 경제적이다.

또한, 본 발명에 따른 물탱크 구조는 물탱크 내부에 침전된 이물질을 자동으로 외부로 배출할 때, 필터에 끼인 오물을 자동으로 함께 청소할 수 있다.

또한, 물탱크 내에 일정한 유체 흐름을 형성함으로써 물탱크 내로 유입된 이물질이 바닥에 들러붙지 않고 자연스럽게 배출된다는 장점이 있다.

Claims

내부에 물을 수용하기 위한 몸체를 구비하는 물탱크 구조에 있어서,

상기 몸체 내로 물을 공급하기 위해 외부로부터 상기 몸체 내의 소정 높이까지 연장되게 설치되는 공급관;

상기 공급관의 공급경로에 설치되어 상기 몸체 내로 공급된 물이 소정 수위 이하일 때 상기 공급관의 공급경로를 개방하여 상기 몸체 내로 물을 공급하고, 소정 수위 이상일 때 상기 공급관의 공급경로를 닫는 제1 수위조절밸브;

상기 제1 수위조절밸브가 닫힌 상태에서 상기 공급관으로부터 물을 공급받아 외부로 배출하는 배출관;

상기 배출관으로부터 배출된 물이 저장되고, 하단에 형성된 소형 유출구를 통해 내부의 물을 상대적으로 적은 유량으로 유출시키는 제어탱크;

상기 몸체의 바닥에 연결되고, 선택적으로 열리고 닫힘에 의해 상기 몸체 내의 물을 상기 몸체에 침전된 이물질과 함께 외부로 방출하는 청소관; 및

상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이하일 때 상기 청소관을 닫아 상기 몸체 내의 물을 가두고, 소정 수위 이상일 때 상기 청소관을 개방하여 상기 몸체 내의 물을 외부로 방출시키는 제2 수위조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 청소 기능을 갖는 물탱크 구조.
제 1항에 있어서,

상기 공급관으로부터 분기되어 상기 청소관과 연결되는 바이패스관을 더 포함하고,

상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상이 되어 상기 제2 수위조절밸브가 상기 청소관을 개방할 때, 상기 공급관으로 공급된 물은 상기 청소관을 통해 방출되는 물과 함께 상기 바이패스관을 통해 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 자동 청소 기능을 갖는 물탱크 구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 공급관과 상기 몸체 사이에는 외부로부터 공급되는 물을 여과하기 위한 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동 청소 기능을 갖는 물탱크 구조.
제 3항에 있어서,

상기 공급관에는 상기 공급관으로부터 상부로 연장되어 상기 배출관에 연결되는 공급관 유출경로가 연결되고,

상기 공급관 유출경로는 상기 필터가 막힌 경우 상기 공급관으로부터 공급된 물을 상기 필터를 지나지 않고 상기 배출관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 자동 청소 기능을 갖는 물탱크 구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제어탱크에는 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상일 때 해당 수위 이상의 물을 자동으로 외부로 유출시키는 제어탱크 유출경로가 연결된 것을 특징으로 하는 자동 청소 기능을 갖는 물탱크 구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 물탱크의 바닥에는 물의 유입방향에 대해 경사지게 설치되어 자연스러운 물의 유동을 유도하는 가이드부재가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 청소 기능을 갖는 물탱크 구조.
내부에 물을 수용하기 위한 몸체를 구비하는 물탱크를 자동으로 청소하는 방법에 있어서,

(a) 상기 몸체 내에 소정 높이까지 연장되게 설치된 공급관을 이용하여 상기 몸체 내로 물을 공급하는 단계;

(b) 상기 몸체 내의 물이 소정 수위에 도달하면 제1 수위조절밸브를 이용하여 상기 공급관의 공급경로를 닫고 상기 공급관으로부터 공급된 물을 배출관으로 공급하는 단계;

(c) 상기 배출관으로부터 배출된 물을 제어탱크에 저장하는 단계;

(d) 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상일 때 상기 몸체의 바닥에 연결된 청소관에 설치된 제2 수위조절밸브를 개방하여 상기 몸체 내의 물을 상기 몸체 내의 이물질과 함께 상기 청소관을 통해서 외부로 방출하는 단계;

(e) 상기 제어탱크 내의 물이 상기 제어탱크의 하단에 형성된 소형 유출구를 통해 상대적으로 작은 유량으로 유출되어 상기 제어탱크 내의 수위가 소정 수준 이하로 내려갈 때 상기 제2 수위조절밸브를 닫아 상기 몸체 내의 물을 가두는 단계;

(f) 상기 단계 (d)에서 상기 제2 수위조절밸브의 개방으로 인해 상기 몸체 내의 수위가 소정 수준 이하로 내려가면 상기 제1 수위조절밸브로 상기 공급경로를 개방하여 상기 몸체 내로 물을 공급하는 단계;를 포함하고,

상기 단계 (a) 내지 (f)의 공정을 반복함으로써 상기 몸체 내의 이물질을 자동으로 청소하는 것을 특징으로 하는 물탱크의 자동 청소 방법.
제 7항에 있어서,

상기 단계 (d)에서 상기 제2 수위조절밸브가 개방될 때, 상기 공급관으로부터 분기되어 상기 청소관으로 연결된 바이패스관이 함께 개방되어 상기 공급관으로부터 공급된 물을 상기 청소관을 통해 방출되는 물과 함께 외부로 방출하는 것을 특징으로 하는 물탱크의 자동 청소 방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

상기 공급관으로부터 공급되는 물은 상기 몸체 내로 공급되기 전에 필터를 통과하는 것을 특징으로 하는 물탱크의 자동 청소 방법.
제 9항에 있어서,

상기 공급관에는 상기 공급관으로부터 상부로 연장되어 상기 배출관에 연결 되는 공급관 유출경로가 연결되고,

상기 공급관 유출경로는 상기 필터가 막힌 경우 상기 공급관으로부터 공급된 물을 상기 필터를 지나지 않고 상기 배출관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 물탱크의 자동 청소 방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

상기 제어탱크에는 소정 높이에 제어탱크 유출경로가 연결되어, 상기 제어탱크 내의 물이 소정 수위 이상일 때 해당 수위 이상의 물을 자동으로 외부로 유출시키는 것을 특징으로 하는 물탱크의 자동 청소 방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

상기 물탱크의 바닥에는 가이드부재가 물의 유입방향에 대해 경사지게 설치되어 자연스러운 물의 유동을 유도하는 것을 특징으로 하는 물탱크의 자동 청소 방법.