KR100821715B1 - 배관 세척장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배관세척장치는 압축공기를 생성하여 세척할 배관에 공급하는 압축공기 공급부와, 액체를 펌핑하여 세척할 배관에 공급하는 액체 공급부와, 세척할 배관에 압축공기와 액체가 설정주기로 번갈아 공급되도록 압축공기 공급부와, 액체 공급부를 제어하는 제어부를 구비한다. 이러한 배관세척장치에 의하면, 세척할 배관 내에 압축공기와 펌핑된 액체를 번갈아 공급함으로써, 압축 및 팽창율이 상호 다른 액체와 압축공기가 팽창과 수축을 병행하면서 전진되기 때문에 배관 내면의 슬러지 및 스케일에 대해 인가되는 요동운동력이 증가됨과 아울러 이송속도도 증가되어 배관 내면의 슬러지 및 스케일의 제거효율이 향상된다.
배관, 세척, 컴프레서, 펌프, 물보라, 마찰력

Description

배관 세척장치 및 방법{CLEANING APPARATUS OF PIPE AND CLEANING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 배관 세척장치의 실시 예를 보인 블럭도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11 : 컴프레서 12 : 제1이송관
13 : 제1전자밸브 21 : 펌프
22 : 제2이송관 23 : 제2전자밸브
30 : 합류관 40 : 제어부
50 : 조작부 60 : 초음파 발생기
81 : 약품저장탱크 83 : 제3전자밸브
본 발명은 배관 세척장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물리적 성질이 다른 압축공기와 펌핑된 액체를 이용하여 배관세척효율을 높일 수 있는 배관 세척장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유체를 이송하기 위한 배관에는 오랜 시간 유체가 유동되면서 유 체와 배관재질과의 화학적 작용과 유체 내에 포함된 화학물질의 내부 화학작용으로 인해 스케일, 슬러지의 형태로 배관 내면에 침착 또는 침적된다.
배관 내면에 침착 또는 침적되는 스케일 또는 슬러지 등에 의해 배관 내부의 내경은 점차 축소되고, 이에 따라, 배관내의 유량이 감소됨으로써, 설비의 효율을 저하시키고, 배관의 수명이 단축되었다. 특히, 상수도 등에서는 인체에 해로운 유해성분이 발생되었다.
따라서, 배관내에 고압의 공기, 수압, 모래 등을 분사하거나, 화학물질을 첨가하여 배관 내를 순환시키는 배관세척장치에 의해 배관 내면에 침착 또는 침적되는 스케일 또는 슬러지를 제거하였다.
이와 같이, 배관을 세척하는 장치로서 종래기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0217856호, 대한민국 등록특허공보 제10-0305181호, 대한민국 공개특허공보 제2005-0043041호에 개시되어 있다.
종래기술에 따르면 물이 충만한 상태에 있는 배관에 간헐적으로 압축공기 및 연마재를 세척할 배관에 공급하였다.
그런데, 물이 충만된 배관 내에 압축공기를 간헐적으로 공급하는 방식의 경우 배관 내에 충만된 물의 전진력이 압축공기의 전진에너지에 의해서만 이루어지기 때문에 스케일과 같은 점착물질을 물의 이동에 의해 배관으로부터 분리하기 위해 요구되는 압축공기의 압력이 높아져야 하는 문제점이 있고, 배관의 길이가 길거나 배관의 내경이 큰 경우 요구되는 압축공기의 압력은 더 증가하게 된다.
또한, 물이 충만된 배관 내에 압축공기를 간헐적으로 공급하는 방식은 공급 된 압축공기에 의해 배관 내부의 압력이 순간적으로 증가된 후 압력이 감쇠되도록 압축공기가 기포상태로 전진방향을 따라 물내에서 확산되기 때문에 이 과정에서 물 또는 공기에 의해 배관 내벽에 인가되는 전후 방향으로의 요동력은 크게 형성되지 않아 세척능력의 증가효율이 크게 개선되지 못하는 문제점이 있다.
한편, 배관세척을 위해 압축공기와 함께 공급되는 연마재는 고형물질로서 세척과정에서 배관에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로, 배관의 손상을 방지하면서도 배관의 세척효율을 높일 수 있는 배관 세척장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관세척장치는 압축공기를 생성하여 세척할 배관에 공급하는 압축공기 공급부와, 액체를 펌핑하여 세척할 배관에 공급하는 액체 공급부와, 세척할 배관에 상기 압축공기와 액체가 설정주기로 번갈아 공급되도록 상기 압축공기 공급부와 상기 액체 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 압축공기 공급부는 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 컴프레서와, 상기 컴프레서에 의해 생성된 압축공기를 이송하는 제1이송관과, 상기 제1이송관상에 마련되어 상기 제1이송관 내부의 유로를 개폐하는 제1전자밸브를 포함한다.
상기 액체 공급부는, 액체를 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 펌핑된 액 체를 이송하는 제2이송관과, 상기 제2이송관에 마련되어 상기 제2이송관 내부의 유로를 개폐하는 제2전자밸브를 포함한다.
상기 제1이송관과 상기 제2이송관을 통해 이송되는 유체가 합류되도록 상기 제1이송관과 상기 제2이송관이 합쳐져 상기 세척할 배관에 연결되는 합류관이 마련된다. 상기 합류관상에는 상기 합류관을 통해 이송되는 유체 및 합류관에 진동를 인가하는 진동인가수단이 더 구비된다.
상기 액체의 이송경로상에 상기 액체에 세척약품을 첨가할 수 있도록 세척약품 공급부가 더 구비된다.
상기 제어부는, 상기 제1,2전자밸브를 제어하여 상기 제1이송관과 상기 제2이송관을 통해 이송되는 유체를 상기 합류관을 통하여 세척할 배관에 설정주기로 번갈아 공급되도록 한다.
본 발명의 배관세척방법은 유체를 배관에 투입하여 배관을 세척하는 배관 세척방법에 있어서, 압축공기 및 액체를 세척할 배관에 설정주기에 따라 번갈아 공급하면서 세척한다. 상기 압축공기 및 액체가 이송되는 관로상에 초음파 진동을 더 인가한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
본 실시 예에 따른 배관 세척방법은 세척할 배관에 유체를 투입하여 배관을 세척하는 방법으로, 세척할 배관은 비어있는 상태로 준비하고, 유체로는 물리적 성질이 다른 압축공기 및 펌핑된 액체를 마련하며, 마련된 압축공기 및 펌핑된 액체를 세척할 배관에 설정된 주기로 번갈아 공급하여 배관을 세척한다.
비어있는 배관에 압축공기와 펌핑된 액체를 번갈아 공급하게 되면 액체에 비해 압축 및 신장율이 상대적으로 크고 밀도가 낮은 압축공기는 먼저 송출된 액체를 후방에서 전진시키는 전진력을 제공함과 아울러 먼저 송출된 액체에 부딪친 다음 반작용에 의해 후방으로 반사된 후 다시 후속되어 공급되는 액체에 의해 전방으로 재압축되는 과정을 반복하게 되고, 이러한 과정에 의해 배관 내에 고착된 스케일에 대해 전후방 왕복운동을 인가하면서 전진하기 때문에 세척효율을 높일 수 있고, 압축공기와 펌핑된 액체를 교번으로 인가하기 때문에 유체의 이송 전진력도 증가시킬 수 있다. 이러한 세척방식은 교번으로 공급되는 압축공기와 펌핑된 액체의 압축과 신장의 반복에 의해 마치 전후방향으로 요동운동을 하면서 전진되는 파동을 일으켜 배관 내면에 부착된 제거대상 이물질의 분리 능력이 증가된다.
바람직하게는 압축공기 및 액체가 이송되는 관로상에 초음파 진동을 더 인가하거나, 세척약품을 첨가하여 배관 내면의 슬러지 및 스케일의 제거가 용이하게 이루어지도록 할 수도 있다.
이와 같은, 배관 세척방법을 실현하기 위한 본 실시 예에 따른 배관 세척장치의 구조를 첨부한 도 1에서 개략적으로 도시하였다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예는 크게 압축공기를 생성하여 세척할 배관에 공급하는 압축공기 공급부와, 펌핑된 액체를 세척할 배관에 공급하는 액체 공급부와, 압축공기와 펌핑된 액체가 설정주기로 번갈아 세척할 배관에 공급되도록 압축공기 공급부와 액체 공급부를 제어하는 제어부로 구성된다.
압축공기 공급부는 압축공기를 생성하는 컴프레서(11)와, 압축공기를 이송하 는 제1이송관(12)과, 제1이송관(12) 내부의 유로를 개폐하는 제1전자밸브(13)로 이루어진다.
바람직하게는 컴프레서(11)의 의해 생성된 압축공기를 일정압력을 유지한 상태로 저장할 수 있는 공기탱크(14)를 제1이송관(12)상에 마련할 수도 있다.
공기탱크(14)에는 공기탱크(14)내의 공기압을 측정하는 공기압 측정기(15)가 마련된다. 공기압 측정기(15)에 의해 측정된 공기압값은 후술하는 제어부(40)에 제공되고, 제어부(40)는 공기압 측정기(15)에 의해 측정된 공기압값을 이용하여 압축공기의 공급시점을 결정하거나, 컴프레서(11)의 온(ON)/오프(OFF)를 결정한다.
제1이송관(12)은 컴프레서(11)와, 공기탱크(14), 제1전자밸브(13)를 하나의 관로로 연결한 것이다.
액체 공급부는 수원으로부터 액체를 펌핑하는 펌프(21)와, 펌핑된 액체를 이송하는 제2이송관(22)과, 상기 제2이송관(22) 내부의 유로를 개폐하는 제2전자밸브(23)로 이루어진다.
바람직하게는 펌핑된 액체가 일정 수압을 갖도록 일정량의 액체를 저장할 수 있는 액체탱크(24)를 제2이송관(22)상에 마련할 수도 있다.
액체탱크(24)에는 저장된 액체의 수압을 측정하는 수압 측정기(25)가 마련된다. 수압 측정기(25)에 의해 측정된 수압값도 후술하는 제어부(40)에 의해 제어되는 펌프(21)의 온(ON)/오프(OFF)를 결정하는 기준 데이터로 이용될 수 있도록 한다.
제2이송관(22)은 수원으로부터 펌프(21), 액체탱크(24), 제2전자밸브(23)를 하나의 관로로 연결한 것이다.
한편, 제1이송관(12)과 제2이송관(22)은 각각 제1,2전자밸브(13,23)의 토출부로부터 일정 길이 연장되고 연장된 각각의 일단을 합쳐 하나의 관로인 합류관(30)에 의해 합류된다.
즉, 제1,2이송관(12,22)을 통해 이송되는 압축공기 및 액체가 하나의 관로인 합류관(30)을 통해 배출되도록 한다.
제어부(40)는 설정된 주기로 제1,2전자밸브(13,23)에 개폐신호를 송신하여 제1,2이송관(12,22)을 통해 이송되는 압축공기 및 액체를 상기 합류관(30)을 통해 번갈아 배출되도록 한다. 그리고, 제1,2전자밸브(13,23)의 개폐시간 및 주기는 조작부(50)에 의해 제어부(40)에 입력된다. 여기서 제1,2전자밸브(13,23)의 개폐시간 및 주기는 배관 재질의 종류, 배관의 노화상태, 배관내의 스케일 또는 슬러지의 종류에 따라 적절하게 결정하면 된다.
제1, 2전자밸브(13,23)의 개폐시간 및 주기는 타이머에 의해 조절될 수도 있다.
또한, 제어부(40)에 공기탱크(14) 및 액체탱크(24)의 적정 공기압 및 수압을 기입력시키고, 공기압 측정기(15) 및 수압 측정기(25)로부터 측정된 공기압값 및 수압값을 수신받은 제어부(40)는 기입력된 공기압값 및 수압값과 비교하여 컴프레서(11) 및 펌프(21)의 구동을 제어한다.
따라서, 공기탱크(14) 및 액체탱크(24)에 저장된 압축공기 및 액체는 항상 일정한 압력이 유지되고 배출될 수 있게 된다.
한편, 합류관(30)의 외주면에는 합류관(30)을 통해 배출되는 압축공기 및 액체와, 합류관에 진동을 인가하는 진동인가수단이 더 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 액체의 이송경로인 제2이송관(22)상에는 상기 액체에 세척약품을 첨가할 수 있도록 세척약품 공급부가 더 구비될 수 있다.
본 실시 예에서는 진동인가수단으로서 초음파 진동자를 이용하여 초음파 진동을 인가하는 초음파 발생기(60)를 예시하였으나, 합류관을 통해 배출되는 압축공기 및 액체와, 합류관에 미세한 진동을 가할 수 있는 진동모터, 바이브레이터등도 사용될 수 있다.
초음파 발생기(60)는 합류관(30) 이외에 세척할 배관(70)에도 다수 설치할 수가 있다.
세척약품 공급부는 일정량의 세척약품을 저장할 수 있는 약품저장탱크(81)와, 약품저장탱크(81)에 저장된 세척약품이 제2이송관(22)으로 이송되도록 약품저장탱크(81)와 제2이송관(22)을 연결하는 제3이송관(82)과, 제3이송관(82) 내부의 유로를 개폐하는 제3전자밸브(83)로 이루어진다.
세척약품으로는 강산(pH4.5~1.0) 또는 강 알칼리(pH11.0~14.0)용액을 사용할 수가 있다.
초음파 발생기(60)와 세척약품 공급부인 제3전자밸브(83)도 상기에서 언급한 제어부(40)에 의해 제어되도록 한다. 초음파 발생기(60)와 제3전자밸브(83)의 온/오프 시간 및 주기도 조작부(50)에 의해 제어부(40)에 입력된다. 또한 타이머에 의해 조절될 수도 있다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 실시 예의 작용에 대해 설명한다.
세척할 배관(70)에 합류관(30)을 연결한다. 세척할 배관(70) 내부는 유체를 완전히 빼내어 비어있는 상태로 만든다.
그리고, 사용자는 조작부(50)를 조작하여 공기탱크(14) 및 액체탱크(24)에 저장된 압축공기 및 액체압축공기의 목표 압력값을 설정하고, 제1,2전자밸브(13,23)의 온/오프 시간 및 주기를 제어부(40)에 입력한다. 물론 미리 입력하여 기억시킴으로써 세척작업시 별도로 입력하지 않을 수도 있다.
제어부(40)는 컴프레서(11) 및 펌프(21)를 구동한 후 공기탱크(14) 및 액체탱크(24)에 저장된 압축공기 및 액체에 대해 공기압 측정기(15) 및 수압 측정기(25)로부터 출력되는 공기압값 및 수압값이 설정된 목표값에 도달하면 제1,2전자밸브(13,23)를 설정된 주기로 교번으로 온/오프 시키면서 압축공기 및 액체를 합유관(30)을 통해 공급한다. 제어부(40)는 제1,2전자밸브(13,23)의 개폐제어와는 별도로 공기탱크(14) 및 액체탱크(24)에 저장된 압축공기 및 액체가 설정된 공기압값 및 수압값을 유지할 수 있도록 컴프레서(11) 및 펌프(21)의 구동을 제어한다.
한편, 공기탱크(14) 및 액체탱크(24)를 구비하지 않고, 곧바로 컴프레서(11) 및 펌프(21)로부터 생성된 압축공기 및 펌핑된 액체를 제1,2전자밸브(13,23)의 개폐제어에 의해 교번으로 공급하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
제어부(40)의 제어에 따라 제1,2전자밸브(13,23)는 설정된 주기로 번갈아 온/오프되면서 합류관(30)을 통해 세척할 배관(70)으로 일정 압력을 가진 압축공기 및 펑핑된 액체가 교번으로 공급된다.
일정 압력으로 압축되어 있는 압축공기는 제1전자밸브(13)의 온/오프동작에 의해 현저한 기압차로 인해 합류관(30) 및 세척할 배관(70)을 따라 빠르게 이송된다.
펌프(21)의 펌핑작업 또는 액체탱크에 저장되어 일정 수압을 가진 액체도 제2전자밸브(23)의 온/오프동작에 의해 합류관(30) 및 세척할 배관(70)을 따라 빠르게 이송된다.
세척할 배관(70)에 압축공기 및 펌핑된 액체가 번갈아 연속적으로 공급되면, 압축공기 및 펌핑된 액체가 합류관(30) 및 세척할 배관(70)에 압축공기와 액체가 번갈아 위치되어 이송된다. 이 과정에서 액체에 비해 압축율 및 팽창율이 훨씬 큰 압축공기는 앞서 이송되는 액체의 후미에 부딪혀 반작용에 의해 반사되고, 압축공기에 의해 후미에 가압을 받은 액체는 그 이송속도가 순간적으로 증가된다. 한편, 액체의 후미에 부딪친 후 반작용에 의해 반사된 압축공기는 후방으로 팽창된 뒤 후미에서 전진하는 액체의 전면에 부딪혀 다시 반사된 후 전방으로 압축된다. 이러한 과정을 거치면서 압축과 팽창을 반복하는 압축공기 및 액체에 의해 배관 내의 내벽에 고착된 스케일 또는 슬러지에 마치 좌우로 흔드는 것과 같은 진동이 인가됨과 아울러 전진되는 압축공기 및 액체에 의한 전진 간섭력에 의해 배관으로부터 쉽게 분리된다.
따라서, 배관(70)에 압축공기와 펌핑된 액체를 번갈아 공급하게 되면, 배관 내면의 슬러지 및 스케일은 압축공기와 액체가 전진되면서도 전진과정에서의 병행되는 요동운동에 의해 더욱 쉽게 분리됨으로써 배관을 말끔히 세척할 수가 있게 된 다.
한편, 펌핑된 액체가 이송되는 제2이송관(12)의 내부에 세척약품을 공급할 수도 있다. 세척약품의 공급은 제3전자밸브(83)의 온/오프동작에 의해 이루어지며, 제어부(40)의 온/오프신호를 수신받아 동작된다.
제3전자밸브(83)는 펌핑된 액체의 수압으로 인해 액체가 약품저장탱크(81)로 역류할 염려가 있으므로 체크밸브를 사용하는 것이 좋다.
또 한편으로는, 초음파 발생기(60)는 합류관(30)을 통해 세척할 배관에 공급되는 압축공기 및 펌핑된 액체에 초음파 진동을 인가하여 압축공기 및 액체의 분자를 더욱 활성화시킨다. 이에 따라, 액체 및 압축공기의 진동 증가에 의해 배관(70)내벽에 점착된 물질의 분리효율을 더 높일 수 있다.
또한, 세척할 배관(70)상에도 초음파 발생기(60)를 다수 설치하여 사용할 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 일실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 세척할 배관 내에 압축공기와 펌핑된 액체를 번갈아 공급함으로써, 압축 및 팽창율이 상호 다른 액체와 압축공기가 팽창과 수축을 병행하면서 전진되기 때문에 배관 내면의 슬러지 및 스케일에 대해 인가되는 요동운동력이 증가됨과 아울러 이송속도도 증가되어 배관 내면의 슬러지 및 스케일의 제거효율이 향상된다.

Claims (6)

  1. 압축공기를 생성하여 세척할 배관에 공급하는 압축공기 공급부와;
    액체를 펌핑하여 세척할 배관에 공급하는 액체 공급부와;
    세척할 배관에 상기 압축공기와 액체가 설정주기로 번갈아 공급되도록 상기 압축공기 공급부와, 상기 액체 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 세척장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는
    공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 컴프레서와;
    상기 컴프레서에 의해 생성된 압축공기를 이송하는 제1이송관과;
    상기 제1이송관상에 마련되어 상기 제1이송관 내부의 유로를 개폐하는 제1전자밸브;를 포함하고,
    상기 액체 공급부는
    액체를 펌핑하는 펌프와;
    상기 펌프에 의해 펌핑된 액체를 이송하는 제2이송관과;
    상기 제2이송관에 마련되어 상기 제2이송관 내부의 유로를 개폐하는 제2전자밸브;를 포함하고,
    상기 제1이송관과 상기 제2이송관을 통해 이송되는 유체가 합류되도록 상기 제1이송관과 상기 제2이송관이 합쳐져 상기 세척할 배관에 연결되는 합류관;이 마련되며,
    상기 제어부는
    상기 제1,2전자밸브를 제어하여 상기 제1이송관과 상기 제2이송관을 통해 이송되는 유체를 상기 합류관을 통하여 세척할 배관에 설정주기로 번갈아 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 배관 세척장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 합류관상에는 상기 합류관을 통해 이송되는 유체 및 상기 합류관에 진동을 인가하는 진동인가수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 배관 세척장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 액체의 이송경로상에 상기 액체에 세척약품을 첨가할 수 있도록 세척약품 공급부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배관 세척장치.
  5. 유체를 배관에 투입하여 배관을 세척하는 배관 세척방법에 있어서,
    압축공기 및 액체를 세척할 배관에 설정주기에 따라 번갈아 공급하면서 세척하는 것을 특징으로 하는 배관 세척방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 압축공기 및 액체가 이송되는 관로상에 진동을 더 인가하는 것을 특징으로 하는 배관 세척방법.
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