KR100855309B1

KR100855309B1 - 배관 세척 시스템 및 상기 시스템에 사용되는 노즐

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Publication number: KR100855309B1
Application number: KR1020070029587A
Authority: KR
Inventors: 한상철; 이동희; 홍영기; 변규철
Original assignee: 한상철; 이동희; 홍영기; 변규철
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-09-04

Abstract

본 발명은 배관 세척 시스템 및 상기 시스템에 사용되는 노즐에 관한 것이다. 상기 배관 세척 시스템은 세척수 및 압축 공기를 이용하여 배관을 완전하게 세척하는 것으로서, 세척수 공급부, 압축 공기 공급부, 상기 세척수 공급부로부터 주입된 세척수 및 상기 압축공기 공급부로부터 주입된 압축 공기를 혼합시켜 상기 세척수를 미립자 상태로 변환시켜 토출시키는 노즐, 상기 노즐과 세척할 배관을 연결시키는 배관 연결부를 구비한다. 상기 노즐은 세척수의 유속을 증가시키고 상기 압축 공기를 사선 방향의 경로를 통과시켜 강한 회전력을 갖도록 한 후, 상기 세척수와 압축 공기를 혼합시킴으로써, 세척수가 공기 기포를 포함한 미립자 상태로 변환되도록 한다.

본 발명에 의하여, 세척수와 압축 공기를 혼합하여 세척수를 미립자 상태로 변환시켜 배관내로 고속으로 분사시킴으로써, 배관을 완벽하게 세척할 수 있게 된다.

배관, 세척, 노즐, 미립자

Description

배관 세척 시스템 및 상기 시스템에 사용되는 노즐{System for cleaning of the water service pipe and nozzle used in the system}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템을 전체적으로 도시한 계통도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템에 사용되는 노즐을 도시한 분해사시도이며, 도 3은 상기 노즐에 대한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템의 제어 패널부를 예시적으로 도시한 구성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 배관 세척 시스템의 각 구성 요소들과 제어 패널부에 대한 회로도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템의 노즐로부터 미립자 상태의 세척수가 분사되는 것을 확인할 수 있는 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 배관 세척 시스템

A : 세척수 공급부

100 : 급수부

110 : 펌프

120 : 수압 게이지

B : 압축 공기 공급부

140 : 공기 압축기

150 : 공기압 조절부

160 : 공기 압력 게이지

161 : 솔레노이드 밸브

162 : 역류방지용 체크밸브

C, 20 :노즐

170 : 세척수 주입구

180 : 압축 공기 주입구

190 : 세척수 토출구

200 : 본체부

210 : 개스킷부

220 : 혼합부

230 : 압축공기 가이드부

232 : 광폭부

234 : 협폭부

240 : 출구연결부

D : 배관 연결부

201 : 제1 세척수 경로

203 : 제1 압축공기 경로

221 : 제2 세척수 경로

224, 225, 226 : 제2 압축공기 경로

211 : 세척수 통과홀

214, 215, 216 : 압축공기 통과홀

40 : 제어 패널부

400 : 주전원 스위치

401 : 주전원램프

403 : 펌프 전원 스위치

404 : 공기 압축기 전원 스위치

406 : 수압 게이지(120)에 대한 수압계

407 : 공기 압력 게이지(160)에 대한 공기 압력계

409 : 트윈타이머

410 : 상태 표시등

413 : 솔레노이드밸브 제어 스위치

본 발명은 배관 세척 시스템 및 상기 배관 세척 시스템에 사용되는 노즐에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 세척을 위해 세척배관에 주입되는 급수 유체인 세척수와 압축 공기를 혼합하여 미립자상태로 변환시켜 분사하는 방법으로 배관을 세척하는 배관 세척 시스템 및 상기 배관 세척 시스템에 사용되는 노즐에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물 등을 공급하는 급수 배관은 맑은 물의 원수가 생산되어 공급된다. 그런데, 옥내 급수 배관 계통상에 일시 저장되는 급수조는 관련 법규에 따라 정기적으로 청소하고 있으나, 옥내 급수 배관은 세척없이 장기 사용시 배관의 노후화에 따른 부식 및 스케일로 인한 수질저하, 통수량 감소, 수압저하 등의 문제가 발생된다.

또한, 각 사용처로 전달되는 축열된 유체의 통과 유량의 흐름에 의해 열을 방열 전달하는 밀폐 순환 배관 계통은 유체 온도가 올라갈수록 금속이 산화하는 화학반응 속도가 증가(Arrehenius Equation)하므로 적절한 수질관리와 함께 정기적인 배관청소를 통하여 배관내 부식 산화물 및 스케일을 제거하여 유체의 열전달 효율을 향상 시키는 것이 필요하다.

이와 같이 음용수로 사용되는 일반건물의 급수배관이나 산업용 급수 및 용수 배관 등은 사용 기간이 경과됨에 따라 배관내 급수의 화학 반응에 의하여 배관이 부식되고 침전물 등에 의한 2차 오염으로 인하여 철(Fe), 망간(Mn) 등의 금속 산화물과 녹물이 발생되어, 사용 급수의 수질이 저하되는 문제점들이 발생하게 된다. 그리고, 급수 배관은 배관 재질의 산화에 의한 금속의 부식, 급수에 녹아있는 Ca, Mg 이온 등에 의한 스케일 생성, 물때의 슬라임 등이 시간이 지남에 따라 증가하게 되어, 배관을 폐색시키고 통수 단면적을 축소시키고 통과 유량을 감소시키며, 그 결과 배관 내의 사용 유량이 부족하게 되고, 배관 수질을 저하시키게 된다.

또한, 배관내의 부식, 스케일 및 슬라임의 침적은 통과 유체의 마찰 손실을 증가시켜 각 소요처로 공급하는 공용 배관내 유체를 압송하는 펌프의 동력을 증가시키고 스케일에 의한 축열유체의 방열 전달이 저해되고, 배관상의 각종 기기에 침착시 고장을 유발하는 원인이 되기도 한다.

최종 사용처에 설치되어 있는 대부분의 급수관 및 방열배관은 벽체안에 매립되어 있으며 소구경의 길이가 긴 배관으로 구성되어 있어, 일반적인 공기빼기(Vent), 배수(Drain)방법으로는 배관내에 존재하는 스케일 및 이물질의 배출이 불가능하다.

따라서, 축열유체의 밀폐 순환계통 배관이나 급수용 배관 등을 사용함에 있어서, 일정 기간마다 배관의 내부를 세척하여 스케일을 제거 함으로써, 열전달이 저하되는 현상을 방지하고 배관내의 유량이 감소되는 것을 사전에 예방하는 것이 바람직하다.

한편, 급수 배관을 세척하는 다양한 방법들이 종래에 제안된 바 있다.

종래의 배관 세척방법 중의 하나는 약품을 이용하여 배관을 화학적으로 세척하는 방법으로서, 배관 내부를 세척하기 위하여 세정용 화학 약품을 배관내에 주입하는 것이다. 이러한 방법은 산업용, 공정용 배관, 기기 세척 등에 주로 이용되는데, 약품 세정후 약품이 잔류하지 않도록 후처리하여야 되는 과정이 수반되며 음용수 등의 급수배관에는 철저한 주의가 요구된다.

종래의 배관 세척방법 중 다른 하나는 고압 급수 방식인데, 상기 고압 급수 방식은 배관내부로 세척수를 고압으로 공급함으로써, 세척수의 압력에 의해 배관의 내면에 점착된 스케일이 배출되도록 하는 것이다. 전술한 고압 급수 방식은 가압된 세척수에 의해 배관 내면에 침적된 스케일이 배관으로부터 분리되어 배출된다. 그러나 이러한 방법은 단순히 세척수의 압력만으로 세척 효과를 얻기 때문에, 배관이 오랜기간 세척되지 않고 사용되어 많은 양의 스케일이 배관 내면에 강하게 고착되어 있는 경우에는, 스케일 제거 작용이 효과적으로 수행되지 않으며 노후 배관인 경우에는 과도한 압력으로 배관손상이 발생할 수 있는 문제점이 내포되어 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 화학 약품과 같은 세척제의 사용없이도 세척수와 압축 공기를 혼합하여 미립자 상태로 변환시켜 배관의 내부를 완벽하게 세척할 수 있는 배관 세척 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 배관 세척 시스템에 사용되어, 세척수와 압축 공기를 혼합하여 세척수를 미립자 상태로 변환시켜 세척배관내로 분사할 수 있는 노즐을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 배관을 세척하기 위한 세척수 및 압축 공기를 혼합하여 제공하는 배관 세척 시스템에 있어서,

급수부로부터 제공되는 세척수를 압송하는 세척수 공급부;

공기를 압축하여 소정 압력의 압축 공기를 제공하는 압축 공기 공급부;

세척수 주입구, 압축 공기 주입구 및 세척수 토출구를 구비하고, 상기 세척 수 주입구를 통해 상기 세척수 공급부로부터 세척수가 주입되고, 상기 압축 공기 주입구를 통해 상기 압축 공기 공급부로부터 압축 공기가 주입되며, 상기 주입된 세척수 및 압축 공기를 서로 혼합시켜 미립자 상태로 변환시킨 후 상기 세척수 토출구로 토출시키는 노즐;

상기 노즐을 세척하고자 하는 배관에 고정 장착시키기 위한 배관 연결부;

를 구비하며, 상기 노즐로부터 제공되는 미립자 상태의 세척수를 세척하고자 하는 배관으로 주입시킴으로써 배관의 내부를 세척할 수 있도록 한다.

전술한 특징을 갖는 배관 세척 시스템의 상기 노즐은

세척수 주입구를 통해 세척수가 공급되는 제1 세척수 경로 및 압축공기 주입구를 통해 압축 공기가 공급되는 제1 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제1 세척수 경로는 상기 노즐의 중심축을 따라 형성되며, 상기 제1 압축공기 경로는 상기 노즐의 원주면을 따라 상기 제1 세척수 경로의 외주면으로 일정 거리 이격된 위치에 형성되는 구조를 갖는 본체부,

상기 본체부의 제1 세척수 경로와 연결되는 제2 세척수 경로 및 상기 제1 압축공기 경로와 연결되는 소정 갯수의 제2 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제2 압축공기 경로는 상기 제2 세척수 경로의 외주면을 따라 사선 방향으로 형성되는 구조를 갖는 혼합부;

세척수 통과홀 및 소정 갯수의 압축공기 통과홀들을 구비하고, 상기 세척수 통과홀은 상기 제1 세척수 경로와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 압축공기 통과홀들은 상기 제2 압축공기 경로들의 각각과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 본체 부와 상기 혼합부의 사이에 배치되는 개스킷부;

상기 혼합부의 제2 세척수 경로 및 제2 압축 공기 경로들의 출구에 연결되어, 상기 혼합부의 제2 세척수 경로로부터 토출되는 세척수 및 상기 혼합부의 제2 압축 공기 경로들로부터 토출되는 압축 공기에 의해 세척수가 미립자 상태로 변환되는 소정의 공간을 제공하는 압축 공기 가이드부를 구비하는 것이 바람직하다.

전술한 특징을 갖는 상기 배관 세척 시스템은 제어 패널부를 더 구비하고, 상기 제어 패널부는 상기 세척수 공급부의 펌프, 상기 압축 공기 공급부의 공기 압축부의 작동을 제어할 수 있는 작동 스위치 및 상기 펌프와 공기 압축부의 상태를 나타내는 상태 표시등을 구비하고,

상기 제어 패널부는 트윈 타이머(On Timer, Off Timer)를 구비하여, 상기 타이머로 입력된 운전 시간 정보에 따라 압축공기를 공압밸브가 연동 운전되어 전체 동작을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따른 노즐은 소정의 유체(流體)를 압축 공기와 혼합하여 회전력을 갖는 미립자 형태로 분사하기 위한 것으로서,

유체 주입구를 통해 외부로부터 유체가 공급되는 제1 유체 경로 및 압축공기 주입구를 통해 압축 공기가 공급되는 제1 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제1 유체 경로는 상기 노즐의 중심축을 따라 형성되며, 상기 제1 압축공기 경로는 상기 노즐의 원주면을 따라 상기 제1 유체 경로의 외주면으로 일정 거리 이격된 위치에 형성되는 구조를 갖는 본체부;

상기 본체부의 제1 유체 경로와 연결되는 제2 유체 경로 및 상기 제1 압축공 기 경로와 연결되는 소정 갯수의 제2 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제2 압축공기 경로는 상기 제2 유체 경로의 외주면을 따라 사선 방향으로 형성되는 구조를 갖는 혼합부;

유체 통과홀 및 소정 갯수의 압축공기 통과홀들을 구비하고, 상기 유체 통과홀은 상기 제1 유체 경로와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 압축공기 통과홀들은 상기 제2 압축공기 경로들의 각각과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 본체부와 상기 혼합부의 사이에 배치되는 개스킷부;

를 구비하여, 상기 혼합부의 제2 유체 경로 및 제2 압축 공기 경로들로부터 토출되는 유체 및 압축 공기가 혼합되어 미립자 상태로 분사한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템(10)을 전체적으로 도시한 계통도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배관 세척 시스템(10)은 세척수 공급부('A'), 압축 공기 공급부('B'), 노즐('C') 및 배관 연결부('D')를 구비하여, 배관을 세척하기 위한 세척수 및 압축 공기를 혼합하여 세척수를 미립자 상태로 변환시켜 세척하고자 하는 배관내로 주입하게 된다. 이하, 전술한 각 구성 요소들에 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 세척수 공급부('A')는 급수부(100)로부터 제공되는 세척수를 펌프(110)로 압송하여 상기 노즐('C')의 세척수 주입구로 제공하게 된다. 이때, 상기 노즐로 제공되는 세척수의 수압을 측정하기 위한 수압 게이지(120)를 상기 세척수가 통과하는 경로상에 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 압축 공기 공급부('B')는 공기를 압축하여 제공하는 공기 압축기(140), 및 상기 공기 압축기로부터 제공되는 압축 공기의 토출 압력을 조절하는 공기압 조절부(150)를 구비하여, 일정한 압력의 압축 공기를 상기 노즐('C')의 압축공기 주입구로 제공한다. 이때, 상기 압축 공기가 통과하는 경로상에 공기 압력 게이지(160)를 더 구비하여, 상기 압축 공기 공급부로부터 제공되는 압축 공기의 압력을 측정할 수 있도록 한다. 또한, 상기 압축 공기 공급부(B')는 역류방지용 체크밸브(162)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 노즐('C')은 세척수 주입구(170), 압축 공기 주입구(180) 및 세척수 토출구(190)를 구비하고, 상기 세척수 공급부('A')로부터 상기 세척수 주입구를 통해 상기 세척수가 주입되고 상기 압축 공기 공급부('B')로부터 상기 압축 공기 주입구를 통해 상기 압축 공기가 주입되며, 상기 주입된 세척수 및 압축 공기는 서로 혼합되어 미립자 상태로 변환되어 상기 세척수 토출구로 토출시킨다. 상기 노즐에 대한 구체적인 구조 및 그 동작은 후술한다.

상기 배관 연결부('D')는 상기 노즐('C')과 세척하고자 하는 배관을 연결시키는 커플러로 구성된다.

전술한 구성을 갖는 배관 세척 시스템은 상기 노즐로부터 제공되는 미립자 상태의 세척수를 배관으로 주입시킴으로써 배관의 내부를 강력하게 세척할 수 있게 된다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템에 사용되는 노즐의 구성 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템에 사용되는 노즐(20)을 분해하여 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 상기 노즐에 대한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 노즐(20)은 본체부(200), 개스킷부(210), 혼합부(220), 압축공기 가이드부(230) 및 출구 연결부(240)를 구비하며, 상기 출구 연결부(240)는 상기 배관 연결부('D')와 연결된다. 이하, 전술한 상기 노즐을 구성하는 부품들에 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 본체부(200)는 세척수 주입구를 통해 세척수가 공급되는 제1 세척수 경로(201) 및 압축공기 주입구를 통해 압축 공기가 공급되는 제1 압축공기 경로(203)를 구비한다. 상기 제1 세척수 경로(201)는 상기 노즐의 중심축을 따라 형성되며, 상기 제1 압축공기 경로(203)는 상기 노즐의 원주면을 따라 상기 제1 세척수 경로의 외주면으로부터 일정 거리 이격된 위치에 형성되는 구조를 갖는다.

혼합부(220)는 상기 본체부(200)의 제1 세척수 경로와 연결되는 제2 세척수 경로(221) 및 상기 제1 압축공기 경로(203)와 연결되는 소정 갯수의 제2 압축공기 경로(224, 225, 226,...)를 구비하며, 상기 개스킷부(210)를 경유하여 상기 본체부(200)에 체결된다.

상기 제2 세척수 경로(221)의 단면적은 상기 제1 세척수 경로(201)의 단면적보다 작게 형성함으로써, 상기 제1 세척수 경로를 통과한 세척수가 단면적이 작은 제2 세척수 경로를 통과함에 따라 세척수의 유속이 증가되도록 하는 것이 바람직하 다. 한편, 본 발명에 따른 상기 제2 세척수 경로에 대한 다른 실시 형태는 세척수 토출구에 인접할수록 그 반경이 점차 작아지도록 구성됨으로써, 상기 제2 세척수 경로를 통과하는 세척수는 단면적의 감소로 인하여 세척수의 통과 속도를 증가시키게 된다.

상기 제2 압축공기 경로(224, 225, 226)는 상기 제2 세척수 경로의 외주면을 따라 사선 방향으로 형성되도록 하되, 상기 사선 방향의 제2 압축공기 경로의 중심축에 대한 진행 방향과 상기 제2 세척수 경로의 출구의 중심축에 대한 진행 방향은 서로 교차되지 아니한 것을 특징으로 한다. 따라서, 사선 방향의 상기 제2 압축 공기 경로를 따라 유출되는 압축 공기는 강한 회전력을 갖게 되어 제2 압축 공기 경로를 토출하게 된다. 그 결과, 상기 제2 세척수 경로로부터 토출되는 빠른 유속을 갖는 세척수와 상기 제2 압축공기 경로로부터 토출되는 강한 회전력을 갖는 압축 공기와 혼합되도록 하여, 세척수가 미립자 상태로 분리됨과 동시에 공기기포를 형성하여 토출되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 상기 제2 압축공기 경로(224, 225, 226)들은 중심 축을 기준으로 하여 일정 각도를 갖는 사선 방향으로 향하도록 형성함으로써, 상기 압축 공기는 토출되는 세척수에 원주 방향의 회전력을 제공하게 되어 세척 강도를 증가시키게 된다.

개스킷부(210)는 세척수 통과홀(211) 및 소정 갯수의 압축공기 통과홀들(214, 215, 216,...)을 구비하여, 상기 본체부와 상기 혼합부의 사이에 배치된다. 상기 세척수 통과홀(211)은 상기 제1 세척수 경로와 대응되는 위치에 형성되 고, 상기 압축공기 통과홀(214, 215, 216,...)들은 상기 제2 압축공기 경로들의 각각과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 개스킷부(210)는 상기 본체부의 제1 세척수 경로 및 제1 압축공기 경로와 상기 혼합부의 제2 세척수 경로 및 제2 압축 공기 경로들이 완전히 기밀 상태로 체결될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 상기 다수개의 압축 공기 통과홀들에 의하여 상기 압축 공기가 혼합부의 다수 개의 제2 압축 공기 경로들로 적절하게 분배될 수 있도록 한다.

압축 공기 가이드부(230)는 세척수 및 압축 공기가 통과하는 광폭부(232)와 협폭부(234)로 구성되며, 상기 광폭부(232)가 상기 혼합부(220)의 출구에 연결된다. 상기 광폭부(232)의 단면적은 상기 협폭부(234)의 단면적 및 상기 혼합부의 제2 세척수 경로의 단면적보다 크게 형성한다.

따라서, 상기 혼합부(220)로부터 토출되는 세척수는 상기 압축 공기 가이드부의 광폭부의 중심부를 향해 유출되는데, 상기 세척수는 통과 구간에 대한 단면적이 갑자기 확대됨에 따라 압력이 감소되어 세척수의 물분자는 원주 둘레의 방향으로 분산된다. 이때 강한 회전력을 가진 채 빠른 속도로 분출되는 압축 공기는 상기 세척수가 단면적 확대 구간을 통과하며 세척수가 미립화하여 방사상으로 분무를 촉진하는 역할을 하며, 압축 공기는 기포 형태로 세척수를 미립자 상태로 분리시킴과 동시에 세척수 미립자 사이에 기포를 형성하게 된다. 그리고, 상기 압축 공기 가이드부(230)는 광폭부(232)에서 미립자 상태로 변환된 세척수와 압축 공기가 단면적이 작은 협폭부(234)를 통과하면서, 유속이 증가하게 되고 토출방향으로 유도하는 안내 역할을 한다.

출구 연결부(240)는 상기 압축공기 가이드부를 통과하며 압축 공기가 포함된 미립자 상태의 세척수를 세척하고자 하는 배관으로 유도하고 상기 배관 연결부('D')를 연결할 수 있는 배관 접속구로 구성된다. 상기 출구 연결부(240)는 세척수가 통과하는 내주면의 표면에 나사산 형태의 격줄로 가공 처리함으로써, 세척수의 충돌 표면적을 넓게 하여 세척수에 포함된 공기 기포의 파괴에 의한 충격력과 초음파, 압력파의 발생을 증진하여 세척배관내로 주입하게 되어 배관 내부를 강력하게 세척 할 수 있게 된다. 상기 노즐 특성은 낮은 압력의 범위에서도 효과적으로 세척수가 분무상태의 미립자로 강한 회전력을 발생하여 무화의 촉진과 세척력을 증대시키며, 점성이 없는 일반 급수 및 Utility 배관에서 과도한 압력에 의한 배관의 손상없이 저압에서도 용이하게 세척할 수 있는 특성을 가진다.

또한, 배관내부의 유체가 일정한 압력으로 이송되는 경우, 본 노즐은 펌프에 의한 세척수의 압송없이 세척배관에 본 노즐을 직결하고 압축공기를 주입하여 세척할 수 있으며, 세척 대상배관의 관경 및 유체조건에 따라 압축공기의 주입량, 압력을 조절하여 적절히 세척할 수 있다.

상기 배관 연결부('D')는 세척 배관과의 접속 및 해체를 신속하고 용이하게 할 수 있는 원터치 퀵 커플링(One Touch Quick Coupling)으로 구성된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템(10)은 별도의 제어 패널부를 구비하는 것이 바람직하다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템을 제어하는 제어 패널부를 예시적으로 도시한 구성도이며, 도 5는 도 4의 제어 패널부와 연결된 배관 세척 시스템의 전체 회로도를 도시한 것이 다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 상기 제어 패널부(40)에는 주전원 스위치(400) 및 주전원 스위치의 상태를 나타내는 주전원 램프(401), 상기 펌프에 대한 전원 스위치(403) 및 상기 공기 압축기에 대한 전원 스위치(404), 수압 게이지(120)의 압력을 나타내는 수압계(406) 및 공기 압력 게이지(160)의 압력을 나타내는 공기 압력계(407), 압축 공기의 주입량을 조절하기 위한 시간을 설정하는 트윈타이머(409), 펌프 및 공기 압축기의 동작 상태를 표시하는 상태 표시등(410), 및 노즐로 공급되는 압축 공기의 개폐를 조절하는 솔레노이드밸브 제어 스위치(413) 등을 구비한다.

상기 트윈타이머(409)는 압축 공기의 주입량이나 주입시간을 조절하기 위하여 솔레노이드 밸브(161)를 온 또는 오프시키는 시간을 설정하기 위한 타이머로서, 온(ON) 타이머 및 오프(OFF) 타이머로 구성될 수 있다. 따라서, 트윈타이머의 조정으로 솔레노이드 밸브(161)의 작동이 이루어지도록 솔레노이드 밸브 스위치(413) 를 온(ON)상태로 작동시킨 이후, 상기 트윈타이머의 온(ON) 및 오프(OFF) 시간 간격을 설정하여 솔레노이드 밸브(161)의 개폐 시간을 조정할 수 있도록 함으로써, 세척대상 배관의 관경, 통과유량 등의 배관조건에 따라 압축공기의 주입량을 조절하거나, 세척 진행과정의 세척 상태를 고려하여 압축공기 주입을 차단할 수 있게 된다. 따라서, 트윈타이머(409)의 설정을 통해, 운용자가 배관의 상태나 세척 상태에 따라 세척 배관으로의 압축 공기의 주입량이나 주입시간을 조절할 수 있게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어 패널부(40)의 각 구성 요소들 및 전술한 배관 세척 시스템의 대응 구성 요소들은 전기적으로 서로 연결됨으로써, 제어 패널부를 이용하여 시스템의 전체 작동을 제어하거나, 세척수와 압축 공기의 압력이나 동작 상태를 확인하거나, 타이머를 이용하여 배관의 세척 상태에 따라 세척수의 투입 시간을 자동으로 조절할 수 있게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 제어 패널부에 의하여 상기 배관 세척 시스템은 배관내의 세척작업을 안전하고 효율적으로 시행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템(10)은 과전류 보호 장치를 더 구비함으로써, 전체 설비가 안전하게 가동되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템(10)은 압축 공기 공급부에서 노즐로 압축 공기를 제공하는 배관에서 압축 공기가 역류하는 것을 방지하는 역류방지용 체크 밸브(162)를 압축 공기 공급부내에 더 구비하여, 전체 설비가 안전하게 가동되도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 배관 세척 시스템의 세척 성능을 향상시키기 위하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 배관 세척 시스템에 의하여 보조 세척제의 투입없이 배관을 세척함에 있어서, 배관내에 주입되는 압축공기는 종래의 단순 혼합 방식과는 달리 세척수를 미세 미립자로 분리함과 동시에, 미립자로 분리된 세척수에 수많은 공기방울을 자동적으로 형성한 후 세척배관내로 유입되도록 한다. 그 결과, 세척 배관내로 유입된 미립자 상태의 세척수에 대한 전진방향의 유체흐름이 마찰손실과 배관내 세척수의 압력변화에 의해 공기방울을 터트리게 된다. 이때 발생하는 폭발력과 초음파는 이물질을 관으로부터 분리시키며 순간적 세척배관내의 체적변화는 세척수 압송방향으로의 전진과 반대방향의 후진 압력파를 발생하게 된다. 전술한 현상의 반복 연쇄 작용은 세척수 전진유동과 함께 발생하며 배관의 끝단에 사용처별 개방된 밸브변 등 을 통하여 세척 이물질을 배출한다.

도 6의 (a)는 종래의 기술에 따라 세척수가 일정한 압력으로 분사되는 상태에 대한 사진이며, 도 6의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 세척 시스템의 노즐로부터 미립자 상태의 세척수가 분사되는 상태에 대한 사진이다. 도 6의 (b)를 통해, 본 발명에 따른 배관 세척 시스템은 노즐로부터 미립자 상태의 세척수가 분사됨을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 노즐을 이용하여 배관 내 주입된 미립자화된 세척수를 세척 배관에 주입시킴으로써, 전진 방향으로 마찰과 저항으로 압력 변화를 발생시키고, 이러한 압력 변화에 의하여 공기 방울이 파괴되어 국부적으로 진공이 발생하고 충격파가 발생된다. 그리고, 세척배관내에서 연속적으로 발생하는 충격파에 의하여 배관내에 부착되거나 침척된 이물질을 관벽으로부터 완전분리시키게 되며, 그 결과 별도의 세척제 사용없이 배관을 완벽하게 청소할 수 있게 된다.

이러한 배관의 세척효과는 배관내 침적된 이물질을 제거함으로써 배관 폐색현상을 제거하여 통과유량을 확보하고 배관내 급수순환을 원할하게 하여 최종 사용처에서 원하는 유량을 공급받을 수 있으며, 배관 관로상의 마찰손실 최소화로 급수계통의 펌프동력의 손실을 절감 시키고 깨끗한 급수를 공급할 수 있다.

또한, 배관 세척전 세척배관내 침적된 이물질은 배관계통에 설치되어 있는 스트레이너, 밸브, 급수유량계 등 각종 기기에 장기간 침적시 작동미흡 및 고장을 유발하는 원인을 제공하므로 세척에 의한 이물질 제거로 기기수명을 연장할 수 있다.

일반적으로 급수 및 자체 순환되는 Utility 배관계통의 배관내부에 잔존하는 이물질을 제거하여 유체의 수송과정에서 손실량이 감소되지 않도록 함으로써 사용하고자 하는 충분한 유량이 확보되며, 최종 사용처에서 양질의 급수와 유량을 알맞게 조절하여 사용할 수 있다.

또한, 배관내부를 흐르는 급수와 순환되는 통과유체의 원할한 공급을 받아 운전되는 배관계통에 설치된 각종 기기의 운전효율을 향상시켜 각 소요처의 기기에서 손실될 수 있는 에너지의 절감에 기여할 수 있다.

Claims

배관을 세척하기 위한 세척수 및 압축 공기를 혼합하여 제공하는 배관 세척 시스템에 있어서,

세척수를 제공하는 세척수 공급부;

공기를 압축하여 소정 압력의 압축 공기를 제공하는 압축 공기 공급부;

세척수 주입구, 압축 공기 주입구 및 세척수 토출구를 구비하고, 상기 세척수 주입구를 통해 상기 세척수 공급부로부터의 세척수가 주입되고, 상기 압축 공기 주입구를 통해 상기 압축 공기 공급부로부터의 압축 공기가 주입되며, 상기 주입된 세척수 및 압축 공기를 서로 혼합시켜 미립자 상태로 변환시킨 후 상기 세척수 토출구로 토출시키는 노즐;을 구비하며,

상기 노즐은

세척수 주입구를 통해 세척수가 공급되는 제1 세척수 경로 및 압축공기 주입구를 통해 압축 공기가 공급되는 제1 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제1 세척수 경로는 상기 노즐의 중심축을 따라 형성되며, 상기 제1 압축공기 경로는 상기 노즐의 원주면을 따라 상기 제1 세척수 경로의 외주면으로부터 일정 거리 이격된 위치에 형성되는 구조를 갖는 본체부,

상기 본체부의 제1 세척수 경로와 연결되는 제2 세척수 경로 및 상기 제1 압축공기 경로와 연결되는 소정 갯수의 제2 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제2 압축공기 경로는 상기 제2 세척수 경로의 외주면을 따라 사선 방향으로 형성되는 혼합부;

세척수 통과홀 및 소정 갯수의 압축공기 통과홀들을 구비하고, 상기 세척수 통과홀은 상기 제1 세척수 경로와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 압축공기 통과홀들은 상기 제2 압축공기 경로들의 각각과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 본체부와 상기 혼합부의 사이에 배치되는 개스킷부;

상기 혼합부의 제2 세척수 경로 및 제2 압축 공기 경로들의 출구에 연결되어, 상기 혼합부의 제2 세척수 경로로부터 토출되는 세척수 및 상기 혼합부의 제2 압축 공기 경로들로부터 토출되는 압축공기에 의해 세척수가 미립자 상태로 변환되는 소정의 공간을 제공하는 압축 공기 가이드부;를 포함하며,

상기 혼합부의 제2 압축공기 경로의 중심축의 진행 방향은 상기 제2 세척수 경로의 출구의 중심축의 진행 방향과 서로 교차되지 아니한 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 배관 세척 시스템은 상기 노즐을 세척하고자 하는 배관에 고정 장착시키기 위한 배관 연결부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 배관 세척 시스템은 제어 패널부를 더 구비하고, 상기 제어 패널부는 상기 세척수 공급부의 펌프, 상기 압축 공기 공급부의 공기 압축부의 작동을 제어할 수 있는 작동 스위치 및 상기 펌프와 공기 압축부의 상태를 나타내는 상태 표시등을 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 배관 세척 시스템은 제어 패널부를 더 구비하고, 상기 제어 패널부는 온/오프 시간을 설정하는 타이머를 더 구비하고, 상기 제어 패널부는 상기 타이머에 의해 설정된 운전시간 정보에 따라 압축 공기의 주입을 개폐하는 공압 밸브를 구동하여 압축 공기의 주입량 및 주입시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 노즐의 혼합부의 제2 세척수 경로의 단면적은 상기 본체부의 제1 세척수 경로의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 노즐의 상기 압축 공기 가이드부는 광폭부와 협폭부로 구성되며, 상기 광폭부의 단면적은 상기 협폭부의 단면적보다 넓게 형성되며, 상기 광폭부는 상기 혼합부의 제2 세척수 경로의 단면적보다도 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 압축 공기 공급부는 노즐로 제공되는 압축 공기가 역류되는 것을 방지하는 역류 방지용 체크 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 노즐은 상기 압축공기 가이드부의 말단부에 연결되는 원통형상의 출구 연결부를 더 구비하며, 상기 출구 연결부의 내부 표면은 소정의 방법으로 가공 처리되어 표면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
제1항에 있어서, 상기 세척수 공급부는 급수부로부터 제공되는 세척수를 펌프에 의해 압송하는 것을 특징으로 하는 배관 세척 시스템.
삭제
소정의 유체(流體)를 압축 공기와 혼합하여 미립자 형태로 분사하기 위한 노즐에 있어서,

유체 주입구를 통해 외부로부터 유체가 공급되는 제1 유체 경로 및 압축공기 주입구를 통해 압축 공기가 공급되는 제1 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제1 유체 경로는 상기 노즐의 중심축을 따라 형성되며, 상기 제1 압축공기 경로는 상기 노즐의 원주면을 따라 상기 제1 유체 경로의 외주면으로 일정 거리 이격된 위치에 형성되는 구조를 갖는 본체부;

상기 본체부의 제1 유체 경로와 연결되는 제2 유체 경로 및 상기 제1 압축공기 경로와 연결되는 소정 갯수의 제2 압축공기 경로를 구비하고, 상기 제2 압축공기 경로는 상기 제2 유체 경로의 외주면을 따라 사선 방향으로 형성되는 혼합부;

유체 통과홀 및 소정 갯수의 압축공기 통과홀들을 구비하고, 상기 유체 통과홀은 상기 제1 유체 경로와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 압축공기 통과홀들은 상기 제2 압축공기 경로들의 각각과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 본체부와 상기 혼합부의 사이에 배치되는 개스킷부;를 구비하며,

상기 혼합부의 제2 유체 경로 및 제2 압축 공기 경로들로부터 토출되는 유체 및 압축 공기가 혼합되어 미립자 상태로 분사하며, 상기 혼합부의 제2 압축공기 경로의 중심축의 진행 방향은 상기 제2 유체 경로의 출구의 중심축의 진행 방향과 서로 교차되지 아니한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 노즐.
제12항에 있어서, 상기 혼합부의 제2 유체 경로의 단면적은 상기 본체부의 제1 유체 경로의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 노즐.