KR101073842B1 - 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 관체와 주변기기 사이에 공기주입장치에 개선하여, 상기 에어분사부의 토출공을 통해 분사되는 에어에 의해 물과 공기가 빠르게 진행됨과 아울러 물과 공기가 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시켜 이 공기가 녹이나 스케일 성분에 부딪치고, 이때 충격이나 충격에너지에 의해 관체와 주변기기 등의 배관내에 협착된 녹이나 스케일 성분을 박리시키거나 억제할 수 있는 것이다.

Description

배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치 {Scale removal device for water pipes}

본 발명은 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치에 관한 것으로, 관체와 주변기기 사이에 개선된 공기주입장치를 설치하여, 에어에 의해 물과 공기가 회전되거나 소용돌이를 발생시켜 주변기기의 배관라인 및 관체 내의 녹이나 스케일을 제거하거나 생성을 억제하는 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용용수는 크게 수도수, 공업(산업)용수, 지하수 등으로 대별된다. 한편, 상기 사용용수(이하 '물' 이라함) 속에는 각종 금속원소와 미네랄 등 광물질과 기체원소 등이 용해되어 있어, 이러한 물질들을 적절히 처리해 주지 않으면 상기한 물질들은 상호간의 물리 화학적인 반응을 통한 결합에 의해 배관이나 수조(담수지 포함) 내에 녹이나 스케일이 생성되고 각종 세균, 미생물을 발생시키는 원천이 된다.

특히, 지하수 등에 연결되는 배관과, 이 배관에 연결되는 용수처리장치, 열교환기, 응축기, 콤프레셔, 냉각기, 보일러(이하 '주변기기' 라 칭함) 등은 장시간 사용하다보면, 물이 이동하면서 배관과 주변기기 등의 내부에 녹이나 스케일을 생성시켜, 배관이 막히거나 파손되어 주변기기 등의 자체 기능이 상실되거나 효율이 현저히 감소하는 문제점이 있었다.

한편, 일본공개공보 평6-288687호에 보는 바와 같이, 습식 집진기의 배관 세정시스템은 전로 배기가스 처리설비의 습식 집진기에 의해 배기가스 중의 더스트가 집진된 집진수가 흐르는 긴 배관에, 압축기체를 순간적으로 분출하여 물의 흐름을 급격하게 가속함과 동시에 기수 혼합의 상태로 배관내에 부착한 더스트를 청소하는 배관세정장치를 소정 피치로 다수 설치하고, 각 배관 세정장치의 근방 하류에 전자유속계를 마련해 상기 전자유속계를 세정 제어장치에 연계하여, 측정된 유속에 의해서 배관 내의 더스트 부착량을 검출하고, 검출된 더스트 부착량에 의해서 세정시기 혹은 배관 세정장치의 간격을 연산하여 필요한 배관 세정장치를 배관의 하류측으로 부터 순차적으로 자동적으로 작동시켜, 배관내의 세정을 실시하도록 한 전기로 배기가스 처리설비의 습식 집진기의 배관 세정시스템인 것이다.

그러나 종래의 습식 집진기의 배관 세정시스템은 압축공기가 일시에 많은 양이 급속도로 배관내에 주입되면 관체내로 유입되는 물의 흐름을 차단하게 되어 공동현상이 발생되고 이때 물과 공기기 혼합형태가 아닌 충격파를 일으키지 못하는 공기만 관체내로 흐르게 되어 녹, 스케일 등 이물질 제거장치로서의 중요 기능을 상실하게 된다.

그리고 평상시 저압(약 1.5kgf/㎠-3kgf/㎠), 저속(1.5m/s-2m/s)으로 배관내를 흐르는 물에 약 7kgf/㎠의 고압 공기를 순간적으로 계속 분사하게 되면 압축공기의 압력이 고압에서 저압으로 급속히 떨어지게 되어 지속성, 연속성이 결여되어 충분한 효과를 기대하기 어려운 단점이 있었다.

상기의 문제점을 해소하기 위해 본인이 선출원한 특허등록번호 제10-822354호 " 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치" 는 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 물을 이송하는 관체와 이 관체에 의해 이송된 물이 순환하는 주변기기 등의 배관라인을 따라 고압의 에어를 분사하는 공기주입장치가 설치되고, 고압의 에어가 순간적으로 분사되어 물의 흐름을 급속도로 가속시키며 분사된 에어에 의해 공기방울이 발생되고, 물과 공기방울이 배관내를 고압, 고속으로 함께 이동되면서 녹이나 스케일에 부딪치고, 이때 발생되는 충격파나 충격에너지에 의해 관체와 주변기기 등에 구비된 배관내에 협착된 녹이나 스케일을 박리시키거나 생성 또는 협착현상을 억제하는 효과가 있다.

그러나 본인이 선출원한 종래의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 공기주입장치의 에어분사부에 구비된 토출공의 구조상, 물이 통과하는 외부에 에어를 분사됨에 따라 공기가 물의 진행방향으로 그대로 흘러가면서 섞여져 공동화현상을 발생이 어렵고, 사정이 이러다 보니 물과 함께 이송되는 공기방울에 의해 이물질과 스케일 성분을 제거작업을 극대화하기 어려운 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 관체와 주변기기 사이에 공기주입장치의 구조를 개선하여, 에어에 의해 물의 흐름을 빠르게 유도함과 아울러 물과 공기가 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시켜 녹이나 스케일 등을 제거하거나 사전에 생성을 억제할 수 있는 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치를 제공한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 주변기기에 관체가 연결되고, 이 주변기기와 관체 사이에 설치되며, 강제로 고압의 에어를 공급하여 녹이나 스케일 등을 제거하거나 생성을 억제하는 공기주입장치에 있어서, 상기 공기주입장치는 내부에 유입구와 배출구가 구비되고, 이 배출구에 연통되며, 에어유입공이 형성된 몸체와, 상기 에어유입공에 설치되는 에어공급부와, 상기 배출구의 내주면에 설치됨과 아울러 에어유입공에 연통되며, 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 복수의 토출공이 형성된 에어분사부와, 상기 주변기기에 연통되게 결합됨과 아울러 상기 몸체의 배출구측에 설치되는 고정부로 구성되며, 상기 에어분사부의 토출공은 원주방향으로 일정비율로 직경이 크게 형성되거나 직경이 불규칙하게 구비되어 상기 몸체의 내부를 통과하는 용수와 공기방울이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시키는 것을 특징으로 구성된다.

본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 관체와 주변기기 사이에 공기주입장치에 개선하여, 상기 에어분사부의 토출공을 통해 분사되는 에어에 의해 물과 공기가 빠르게 진행됨과 아울러 물과 공기가 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시켜 이 공기가 녹이나 스케일 성분에 부디치고, 이때 충격나 충격에너지에 의해 관체와 주변기기 등의 배관내에 협착된 녹이나 스케일 성분을 박리시키거나 억제할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 공기주입장치내로 에어를 반복적으로 공급하게 되면 물과 공기에 공동화현상이 발생되어, 이때 공기가 압축,증폭된 상태에서 녹이나 스케일 성분에 부딪쳐 폭발됨에 따라 녹이나 스케일 성분의 제거작업을 극대화할 수 있는 것이다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어분사부를 보인 사시도이며, 도 3a,b,c은 본 발명에 따른 에어분사부의 실시예를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기주입장치가 설치된 상태 단면도이며, 도 5은 본 발명에 따른 공기주입장치의 다른실시예를 보인 단면도이고, 도 6는 본 발명에 따른 공기주입장치의 또 다른실시예를 보인 단면도이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 주변기기(200)에 물을 이송하는 관체(300)가 연결되고, 이 주변기기(200)와 관체(300) 사이에 강제로 고압의 공기를 공급하여 관체(300)나 주변기기(200)의 배관라인(202)에 녹이나 스케일 성분을 제거하거나 억제하는 공기주입장치(100)로 구성된다.

상기 공기주입장치(100)는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)에 설치되며, 에어의 공급을 유도하는 에어공급부(20)와, 상기 몸체(10)의 내주면에 설치되며, 공급된 에어를 경사지게 분사하는 에어분사부(30)와, 상기 주변기기(200)와 몸체(10) 사이에 설치되는 고정부(40)로 이루어진다.

상기 몸체(10)는 내부가 중공되며, 유입구(11)와 배출구(13)가 구비되고, 이 배출구(13)에 연통되며, 소정각도로 경사지게 에어유입공(14)이 형성된다.

상기 유입구(11)는 관체(300)에 나사결합가능하며, 내주면에 직경이 순차적으로 축소되어 이를 통과하는 물은 유속이 빨라지게 된다.

상기 배출구(13)는 유입구(11)보다 내경이 크게 구비되며, 후방 내주면에 나사결합가능하게 형성된다.

상기 에어공급부(20)는 에어유입공(14)에 결합되는 에어니플(21)과, 이 에어니플(21)에 연통되며 에어의 개폐를 유도하는 체크밸브(22) 또는 솔레노이드밸브, 이 체크밸브(22) 또는 솔레노이드밸브에 연결관(23)이 결합되고, 이 연결관(23)을 통해 에어를 공급하는 에어콤프레셔(도면상에 도시하지 않음)로 이루어진다.

상기 에어분사부(30)는 내부가 중공되며, 외주면 양측에는 돌출된 걸림턱(31)이 형성되고, 상기 에어유입공(14)에 연통되며, 에어의 흐름을 전환하는 환형홈(32)이 형성되고, 이 환형홈(32)에 연통되며, 중공된 내주면으로 고압의 에어를 경사지게 분사하는 복수의 토출공(33)으로 이루어진다.

그리고 상기 에어분사부(30)에는 배출구(13)에 삽입된 상태에서 상기 걸림턱(31)과 배출구(13)의 일면에 오링(50)이 개재되어 기밀을 유지한다.

상기 토출공(33)은 지름이 1-30 내로 구비되는 바람직하고, 원주방향으로 4-20개로 형성될 수 있는 것이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 토출공(33)은 원주방향으로 따라 직경이 1 : 1.1 : 1.2 : 1.3 ... 비율이 순차적으로 확관되게 관통된다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 토출공(33)은 원주방향으로 따라 직경이 1 : 1.9 : 1.2 : 1.8 : 1.3 : 1.7 ... 비율이 불규칙하게 관통된다.

도 1 및 3c에 도시된 바와 같이, 상기 토출공(33)은 기존의 X,Y축에서 Z축 방향으로 5-45도로 경사지게 관통된다.

이와 같이, 상기 토출공(33)을 통해 분사되는 에어에 의해 공기주입장치(100)의 내부를 통과하는 공기와 물이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시켜 물의 흐름을 빠르게 함과 아울러 물과 공기가 공동화현상(Cavitation)에 의해 배관이나 주변기기 등의 이물질이나 스케일 성분을 효과적으로 제거할 수 있는 것이다. 여기서 공동화현상이란 일정한 공간내에서 물과 공기가 이송되면서 공급되는 에어 분사압력에 의해 회전되거나 소용돌이가 발생되거나 벤츄리관 등을 통과하면 서 공기가 압축되는데, 이렇게 압축된 공기가 배관이나 주변기기 등을 통과하면서 부디쳐 압축된 에어의 폭발력에 의해 이물질이나 스케일 성분이 점차적으로 제거되는 것이다.

상기 고정부(40)의 양측에는 나사결합가능하게 결합편(41)이 형성되고, 이 결합편(41) 사이에 걸림턱(42)이 형성되며, 내주면은 직경이 확관된 상태에서 점차적으로 축소되고 다시 확관되는 벤츄리관 형태로 구비된다.

상기 고정부(40)의 내주면이 벤츄리(venturi)관 형태로 이루어져, 상기 에어분사부(30)를 통과한 물의 순간 흐름을 빠르게 유도하고 다시 물이 펴지면서 멀리까지 분사되어 주변기기(200)의 배관라인(202)에 골고루 공급되는 것이다.상기 결합편(41)의 일측은 배출구(13)의 후방 내주면에 나사결합되고, 타측은 주변기기(200)의 유입공(201)에 나사결합된다.

상기 고정부(40)의 전면과 에어분사부(30)의 걸림턱(31) 사이에 오링(50)이 개재되어 물과 공기의 기밀을 유지하는 것이다.

한편, 상기 몸체(10)의 유입구(11)측 내경과 고정부(40)의 내경이 맞대어지는 부분이 동일한 직경으로 이루어져 물의 흐름이 자연스럽게 이루어진다.

상기에서 보는 바와 같이, 본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 관체(300)와 주변기기(200) 사이에 에어주입장치(100)가 설치된 상태에서, 먼저 상기 관체(300)를 따라 물이 일정한 압력으로 공급되고, 이때 일정한 압력을 갖는 고압의 에어가 상기 에어유입공(14)을 따라 상기 에어분사부(30)의 환형 홈(32)에 의해 방향이 전환되고 다시 상기 토출공(33)에 의해 에어분사부(30)의 내주면을 통과하는 물속에 고압의 에어를 분사되는데, 도 3a,b,c에 도시된 바와 같이 에어가 상기 토출공(33)을 통과하는 분사압력의 차이에 의해 물을 회전시키거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시킨다. 이로 인해 물의 유속이 빠르게 진행됨과 아울러 물과 공기의 공동화현상이 발생된다.

이렇게 발생된 공기방울은 물과 함께 고정부(40)의 내주면을 통과하여 상기 주변기기(200)의 내주면으로 분사되어 배관라인(202)에 골고루를 공급, 순환되면서 공기방울이 배관라인(202)의 내주면에서 발생하는 녹이나 협착된 스케일에 부딪치면서 순간적으로 발생되는 충격에너지에 의해 녹이나 스케일을 제거하는 것이다.

그리고, 상기 에어분사부(30)의 내주면이 벤츄리관 형태로 이루어져, 물과 공기방울의 흐름을 빠르게 유도하고 관체내 물의 흐름이 난류,와류로 변화되어 순간 공기방울(기포)들이 관체 내벽에 부디쳐 서로 합쳐지거나 분리되면서 한층 더 충격에너지의 발생을 증가시켜 관체(300)나 주변기기(200)의 배관라인(202)에 달라붙은 녹이나 스케일을 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 공기주입장치의 다른실시예로서, 상기 공기주입장치(100)의 에어분사부(30)에 대한 중복된 설명은 하지 않으며, 상기 에어분사부(30)와 몸체(10) 사이에 베어링(70)이 내재되어 상기 에어분사부(30)가 회동가능하게 설치된다.

상기 베어링(70)은 에어분사부(30)의 외주면 양측에 억지끼움되어 걸림턱(31)에 걸려져 고정된다.

이와 같이, 상기 베어링(70)에 의해 에어분사부(30)가 회동가능하게 구비된 상태에서 상기 토출공(33)을 통해 에어가 공급되면, 물과 공기방울이 회전되거나 소용돌이의 발생이 자연스럽게 이루어져 상기에서 설명한 동일한 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 공기주입장치의 또 다른실시예로서, 상기에서 중복된 설명은 구체적으로 설명하지 않으면, 본 발명은 주변기기에 관체가 연결되고, 이 주변기기와 관체 사이에 설치되며, 강제로 고압의 에어를 공급하여 녹이나 스케일 등을 제거하거나 생성을 억제하는 공기주입장치에 있어서, 상기 공기주입장치는 내부에 유입구(11)와 배출구(13)가 구비되고, 이 배출구(13)에 연통되며, 에어유입공(14,14')이 형성된 몸체(10)와, 상기 에어유입공(14)에 설치되는 에어공급부(20)와, 상기 배출구(13)의 내주면에 설치됨과 아울러 에어유입공(14)에 연통되며, 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 복수의 토출공(33)이 형성된 에어분사부(30)와; 상기 에어유입공(14')에 설치되는 에어공급부(20')와, 상기 에어분사부(30)의 후방에 설치됨과 아울러 에어유입공(14')에 연통되며 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 토출공(33')가 형성된 에어분사부(30')와; 상기 주변기기(200)에 연통되게 결합됨과 아울러 상기 에어분사부(30')의 배면에 설치되는 고정부(40)로 구성되며, 에어가 상기 에어분사부(30)과 에어분사부(30')측에 선택적으로 공급하여 상기 몸체(10)의 내부를 통과하는 물과 공기방울이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 에어공급부(20')에는 도면상에 도시하지 않았지만 수동 또는 자동으로 에어를 공급할 수 있는 밸브가 구비되어, 상기 에어분사부(30,30')측으로 에어를 각각 선택적으로 공급되도록 하여, 먼저 상기 에어분사부(30')측으로 에어가 공급되면 상기 몸체(10)를 통과하는 물과 공기방울이 시계방향으로 회전하게 하고, 상기 에어분사부(30')측으로 에어가 공급되면 상기 몸체(10)를 통과하는 물과 공기방울이 반시계방향으로 회전되는 것이다.

상기 에어분사부(30,30')는 어느 하나가 동작하게 되면 다른 하나에서는 에어가 공급되지 않아 동작을 하지 않는다.

이처럼 상기 에어분사부(30,30')측으로 공급되는 에어에 따라 물과 공기방울의 시계 또는 반시계 방향으로 회전방향을 달리하여 물과 공기방울이 회전시키거나 소용돌이 발생에 의한 관체내 물의 흐름이 난류,와류로 변화되어 순간 공기방울(기포)들이 관체 내벽에 부디쳐 서로 합쳐지거나 분리되면서 한층 더 충격에너지의 발생을 증가시켜 관체나 주변기기의 배관라인에 달라붙은 녹이나 스케일을 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어분사부를 보인 사시도,

도 3a,b,c은 본 발명에 따른 에어분사부의 실시예를 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 공기주입장치가 설치된 상태 단면도,

도 5은 본 발명에 따른 공기주입장치의 다른실시예를 보인 단면도,

도 6는 본 발명에 따른 공기주입장치의 다른실시예를 보인 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 몸체 11: 유입구

20: 에어공급부 21: 에어니플

22: 자동밸브 23: 연결관

30: 에어분사부 31: 걸림턱

32: 환형홈 33: 토출공

40: 고정부 41: 결합편

42: 걸림턱 50: 오링

70: 베어링

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 주변기기에 관체가 연결되고, 이 주변기기와 관체 사이에 설치되며, 강제로 고압의 에어를 공급하여 녹이나 스케일 등을 제거하거나 생성을 억제하는 공기주입장치에 있어서,

   상기 공기주입장치는 내부에 유입구(11)와 배출구(13)가 구비되고, 이 배출구(13)에 연통되며, 에어유입공(14)이 형성된 몸체(10)와, 상기 에어유입공(14)에 설치되는 에어공급부(20)와, 상기 배출구(13)의 내주면에 설치됨과 아울러 에어유입공(14)에 연통되며, 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 복수의 토출공(33)이 형성된 에어분사부(30)와, 상기 주변기기(200)에 연통되게 결합됨과 아울 러 상기 몸체(10)의 배출구(13)측에 설치되는 고정부(40)로 이루어지며, 상기 에어분사부(30)의 토출공(33)은 X,Y축 방향에서 Z축 방향으로 경사지게 관통되어 공기주입장치의 내부를 통과하는 물과 공기방울이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치.
4. 주변기기에 관체가 연결되고, 이 주변기기와 관체 사이에 설치되며, 강제로 고압의 에어를 공급하여 녹이나 스케일 등을 제거하거나 생성을 억제하는 공기주입장치에 있어서,

   상기 공기주입장치는 내부에 유입구(11)와 배출구(13)가 구비되고, 이 배출구(13)에 연통되며, 에어유입공(14,14')이 형성된 몸체(10)와, 상기 에어유입공(14)에 설치되는 에어공급부(20)와, 상기 배출구(13)의 내주면에 설치됨과 아울러 에어유입공(14)에 연통되며, 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 복수의 토출공(33)이 형성된 에어분사부(30)와;

   상기 에어유입공(14')에 설치되는 에어공급부(20')와, 상기 에어분사부(30)의 후방에 설치됨과 아울러 에어유입공(14')에 연통되며 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 토출공(33')가 형성된 에어분사부(30')와;

   상기 주변기기(200)에 연통되게 결합됨과 아울러 상기 에어분사부(30')의 배면에 설치되는 고정부(40)로 구성되며, 에어가 상기 에어분사부(30)과 에어분사부(30')측에 선택적으로 공급하여 상기 몸체(10)의 내부를 통과하는 물과 공기방울 이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치.

Images