KR100789256B1 - 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 대형 관로의 내부에 별도의 배관부재를 설치하고, 유량이 적은 경우 상기 배관부재를 통하여 유체가 흐르도록 함으로써, 적은 양의 유체도 적정한 유속을 가질 수 있도록 한, 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조에 관한 것이다.

본 발명의 관로 내부 구조는, 다수의 관체들이 연결된 관로와; 관로의 내주면에 일측단부가 결합된 다수의 연결부재와; 연결부재의 타측단부에 결합되어 관로의 내주면과 접촉하지 않도록 관로 내부에 설치된 하향 볼록한 판상의 배관부재로 구성된다.

본 발명의 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조는, 유체의 양이 적을 경우에도 적정한 유속이 확보되기 때문에, 퇴적물의 발생이 감소하게 되는 장점이 있다.

관로, 배관부재, 하수, 유체, 유속

Description

유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조{The inner structure of pipeline with fluid accelerating conduit elements}

도 1은 본 발명 제1실시예 관로 내부 구조를 보인 단면도.

도 2는 본 발명 제2실시예 관로 내부 구조를 보인 단면도.

도 3은 유체양이 적은 경우 본 발명 제1실시예 관로 내부 구조를 통한 유체의 흐름 상태를 보인 단면도.

도 4는 유체양이 중간 정도인 경우 본 발명 제1실시예 관로 내부 구조를 통한 유체의 흐름 상태를 보인 단면도.

도 5는 유체양이 충분한 경우 경우 본 발명 제1실시예 관로 내부 구조를 통한 유체의 흐름 상태를 보인 단면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

11. 관로 12. 연결부재

13. 배관부재

F. 유체

본 발명은, 폭이 좁으며 하향 볼록한 배관부재를, 관로의 내주면과 접촉하지 않도록 대형 관로의 내부에 설치하고, 유량이 적은 경우, 곡률 반경이 작은 배관부재를 통하여 유체가 흐르도록 하여 관로를 흐를 때보다 유속이 빨라지도록 함으로써 유체의 흐름을 통한 퇴적물의 발생이 최소화되도록 하며, 유량이 많을 경우에는, 유체가 배관부재를 넘쳐 배관부재를 포함한 원래의 관로를 따라 흐르도록 한, 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조에 관한 것이다.

현대 사회는 도시 사회로서, 수많은 사람들이 집단적으로 모여 사는 도시가 존립하기 위한 가장 기본적인 전제 조건은 식수의 공급과 하수의 배출이라 할 수 있다.

그리고, 도시의 식수원은, 일반적으로 도시로부터 어느 정도 떨어진 즉, 오염물 유입이 거의 없거나 매우 적은 지역의 강이나 호수로서, 이들에서 채취한 후 원수를 정수장에서 소독한 후 각 사용처로 식수를 공급하고 있는 바, 이와 같이 원수를 채취하고, 이를 소독한 후 음용수로서 공급하기 위하여서는 상수도 관로가 필요로 된다.

그리고, 각 가정 등에서 배출된 하수 역시 하수도 관로가 필요로 되는 바, 상기와 같은 상·하수도 관로 내부에는, 상·하수의 흐름을 통하여 물속에 함유된 각종 이물질이나 관로 내주면의 침식물 등이 퇴적되며, 이러한 퇴적물에 의해 관로 가 좁혀지게 되는 문제가 있다.

따라서, 관로 내부에 퇴적물이 축적되는 것을 최소화하기 위하여서는 유체의 속도를 가능한 빠르게 해야하는 바, 유체의 양이 많으며, 고압으로 공급되는 상수도 관로나, 가름 등을 공급하기 위한 유정 관로 등에서는 큰 문제가 되지 않으나, 하수도 관로의 경우에는 기본적으로 퇴적물이 축적될 수 밖에 없는 문제가 있다.

상기와 같이 하수 관로가 퇴적물의 문제를 가지고 있는 것은, 하수 자체에 이물질 등이 많을 뿐 아니라, 펌프 등에 의한 강제식이 아닌, 낙하나 경사 등을 이용한 자연적인 방법으로 하수가 배출되고 있을 뿐만 아니라, 배출되는 하수의 양 자체도 일정치 않기 때문이다.

즉, 하수 관로의 경우 배출되는 최대 하수량을 기준으로 설계되나, 배출되는 하수의 양은 시간, 계절 등에 따라 변화하게 되는 바, 최대 하수량을 소화할 수 있도록 설계된 하수 관로를 통하여 최소양의 하수가 배출되는 경우, 하수의 유속이 매우 느릴 수 밖에 없으며, 그러한 경우 느린 유속에 의해 하수 속에 함유된 이물질 등이 하수와 함께 하수 처리장까지 흘러가지 못하고 관로 중간에 퇴적될 수 밖에 없게 된다.

특히, 갈수기에는 하수 유입량이 더욱 부족하게 되기 때문에 관로 내부의 이물질 퇴적양은 한증 증가하게 되나, 이를 최소화할 수 있는 수단이 없는 실정이다.

상기와 같은 유속 저하의 문제를 해결하기 위하여 노후 관로의 보수시 관로의 내주면에 피복 형성되는 라이닝재의 하단면을 변형시키는 기술이 국내 등록특허 제427511호에 개시되어 있다.

상기 등록특허는, 관로의 내주면의 하단 양 측에 한 쌍의 소구경 파이프를 설치한 후 그 위에 라이닝재를 피복시킴으로써, 두 파이프 사이에 단면적이 작은 부위가 형성되도록 하고, 유량이 적을 경우 단면적이 작은 부위를 통하여 하수가 흐르도록 함으로써 유속을 증가시키고 있으나, 이 방법은 관로의 보수 시에만 가능할 뿐 아니라, 설치가 까다로우며, 기본적으로 관로의 단면적이 감소한다는 문제가 있다.

즉, 단면적이 감소된다는 의미는 설계된 최대 하수량이 감소됨으로써, 최대 하수량이 흐르게 되는 경우 하수가 역류하게 되는 등의 문제를 초래할 수 있게 된다.

그리고, 국내 공개실용신안 실1998-20240호에는 '하수용 고강성 난형관'이 개시되어 있는 바, 상기 실용신안은 관로의 단면을, 단면 상에서, 좌·우 폭에 비하여 상·하 높이가 긴 계란 형상으로 만듦으로써, 유량이 작을 경우 곡률 반경이 작은 관로의 하부로 하수가 흐르도록 하여 유속이 저하되는 것을 방지하도록 하였다.

그러나, 상기의 난형관은, 단면 좌·우 폭이 축소되면서 상·하 높이가 길어짐에 따라, 이를 땅속에 매설하기 위해서는 일반적인 원형관에 비하여 굴착 깊이가 깊어지게 될 뿐 아니라, 원형관에 비하여 그 제조에도 어려움이 따르게 되는 문제가 있다.

그리고, 원형관에 비하여 그 단면적이 작아지게 되는 바, 단면적당 제조 비용이 상승하게 된다.

즉, 원형관을 제조한 후 난형관으로 가공하는 경우, 원형관과 동일한 단면적을 갖도록 하기 위해서는 칫수가 큰 원형관을 사용하여야 한다.

본 발명은, 유량이 적은 경우에도 적절한 유속이 확보되도록 하기 위한 종래의 방법들이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 기존 관로에 적용이 가능하며, 설치가 쉬울 뿐 아니라 관로의 단면적 축소가 거의 없으면서도 유속을 빠르게 할 수 있는 관로의 내부 구조를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 하향 볼록한 구조를 갖는 판상의 배관부재에 의하여 달성된다.

본 발명의 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조는, 신설 관로, 기존 관로, 보수 후 관로 등의 관로와; 연결부재에 의해 관로의 내주면에 이격된 상태로 관로의 내경부에 결합된 유체 가속용 배관부재로 구성되며, 이 배관부재에 기술적 특징이 있는 바, 이를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 유체 가속용 배관부재는, 관로의 내부에 관로의 길이 방향을 따라 설치되는데, 배관부재의 저면과 관로의 하부 내주면 사이에 브라케트 등과 같은 연결부재에 의해 관로의 바닥부에 고정될 수도 있으며, 와이어나 봉 등과 같은 연결부재 에 의해 관로의 상부 내주면에 고정 또는 유동 가능하게 결합될 수도 있다.

이때, 배관부재는, 관로에 연결된 지 관로로부터 유입되는 유체를 받을 수 있도록 관로의 단면 중심부 이하의 하부에 위치하도록 하되, 관로의 내주면과는 이격된 상태가 되어야 한다.

그리고, 상기 배관부재는, 폭 방향 중심부가 하향 볼록한 판체 구조이며, 하향 볼록한 중심부를 중앙으로 하여 그 양 측이 외측으로 갈수록 상향 경사진 구조로서, 양 단부로 떨어진 하수 등의 유체는 배관부재의 폭 방향 중심부를 향하여 신속히 모여들게 된다.

즉, 본 발명은, 관로의 단면적을 거의 감소시키지 않으면서 유량이 적을 시에도 유체의 유속을 증가시키기 위한 것인 바, 단면 상에서, 배관부재의 단면적을 최소화하기 위하여 두께가 가능한 얇은 판체 구조가 가장 바람직하다.

상기와 같은 배관부재가 관로의 내부에 결합됨으로써, 유량이 적은 경우에는, 관로보다 작은 곡률 반경을 갖는 배관부재의 중앙부를 통하여 유체가 흐르게 되면서 관로를 따라 흐르는 경우에 비하여 유속이 증가하게 되고, 유량이 충분한 경우에는, 배관부재를 통하여 유체가 흐르는 동시에 배관부재를 넘친 유체가 관로를 통하여 함께 상·하 이중으로 흐르게 되거나, 관로로 흐르는 유체에 배관부재 자체가 잠긴 상태가 된다.

즉, 유량에 따라 배관부재가 주 관로의 역할을 하게 되거나, 배관부재와 관로가 각각 관로의 역할을 하게 되거나, 배관부재가 잠긴 상태에서 관로만이 원래의 역할을 수행하게 되는 바, 유량이 적은 경우의 유체를 가속시키기 위한 배관부재가 내부에 설치됨에도 불구하고 관로의 단면적이 거의 축소되지 않으면서 초기 설치 관로의 역할을 그대로 수행할 수 있게 된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 제1실시예 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조를 보인 단면도를, 도 2에 본 발명 제2실시예 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조를 보인 단면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조는,

링 형상의 단면 구조를 갖는 관로(11)와;

상기 관로(11)의 내주면에 일측단부가 결합된 다수의 연결부재(12)와;

상기 관로(11)의 내주면과 이격된 상태가 되도록 연결부재(12)의 타측단부에 결합되어 관로의 길이 방향을 따라 설치되며, 하향 볼록한 형상을 하는 판상의 배관부재(13) 등으로 구성된다.

이때, 상기 배관부재(13)를 연결부재(12)에 의해 관로(11)의 상부 내주면에 결합하는 경우, 연결부재(12)를 유연성이 있는 와이어 등의 선재로 사용하는 것도 바람직하다.

즉, 하수가 배관부재(13)의 상면으로 떨어져 흐르게 되는 경우, 하수 등과 같은 유체의 낙하력에 의해 배관부재(13)에 흔들림이나 진동 등이 초래되고, 이러 한 흔들림 등에 의해 유체의 흐름도 흔들리면서 이물질 등의 퇴적이 더욱 감소될 수 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 본 발명의 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조를 통한 유체(F)의 흐름은, 유체량이 극히 적은 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 거의 배관부재(13)만을 통하여 유체(F)의 흐름이 이루어질 수도 있으며, 어느 정도의 유체량이 확보되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 관로(11)의 하부와 배관부재(13)가 함께 유로의 역할을 할 수도 있다.

또한, 유체량이 충분한 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 배관부재(13)가 침적된 상태에서 관로(11)가 유로의 역할을 할 수도 있다.

상기와 같이, 관로 내부에 설치되는 배관부재(13)의 설치 위치는, 단면 상에서, 중앙부에 위치하도록 하면서, 좌·우측 상단부가 높이 방향 중간부 이하에 노도록 하는 것이 바람직한데, 이는, 배관부재가 설치된 관로로 연결되는 다른 관로의 설치 위치 등에 의해 달라질 수 있다.

그리고, 관로 내부에 설치되는 배관부재(13)는, 유체의 양이 적을 경우 원래 관로에서의 유속이 감소함으로써 발생하게 되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체의 양이 적은 경우 원래의 관로에 비하여 유속을 빠르게 상승시켜야 하는 바, 배관부재(13)의 곡률 반경 특히, 폭 방향 중앙부의 곡률 반경을 관로 내주면의 곡률 반경에 비하여 작게 설계하여야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조는, 유체의 양이 적을 경우에도 적정한 유속이 확보되기 때문에, 퇴적물의 발생이 최소화되며, 관로 내부에 별도의 소형 관로인 배관부재가 설치됨에도 불구하고 관로의 설계 단면적이 거의 그대로 유지되기 때문에, 배관부재의 추가 설치에 따른 허용 유체량이 감소되지 않는 장점이 있을 뿐 아니라, 설치 공사가 어렵지 않은 장점이 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 유체를 흘려보내기 위한 관로(11)와;

   상기 관로(11)의 내주면에 일측단부가 결합된 다수의 연결부재(12)와;

   상기 연결부재(12)의 타측단부에 결합되어 관로(11)의 내주면과 접촉하지 않도록 관로(11)의 길이 방향을 따라 그 내부에 설치된 하향 볼록한 배관부재(13)를 포함하여 구성되며,

   상기 배관부재(13)는, 판체로서, 폭 방향의 중앙부가 가진 곡률 반경이 관로(12)의 내주면 곡률 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 유체 가속용 배관부재가 결합된 관로 내부 구조.

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