KR101073844B1 - 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 공기주입장치의 몸체와 동일한 방향으로 에어주입부를 구비하여 내구성이 뛰어나며 설치공간의 제약을 받지 않는 것이다. 그리고 상기 몸체의 내부에 설치된 에어분사부에 의해 물과 공기가 회전되거나 소용돌이를 발생시켜 주변기기의 배관라인 및 관체 내의 녹이나 스케일을 제거하거나 생성을 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, 공기주입장치의 몸체와 동일한 방향으로 에어주입부를 구비하여 내구성이 뛰어나며 설치공간의 제약을 받지 않으며, 그리고 물과 에어가 역류되는 것을 방지할 수 있는 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, 열 교환기, 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.

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 몸체의 상부에 에어유입공이 용접작업에 의해 일체로 형성하다보니, 작업성이 떨어지고 용접부위의 누수가 발생되는 문제점이 있었다. 그리고 상기 에어유입공이 몸체의 상부에 경사지게 형성되고, 이 에어유입공에 에어공급부가 설치됨에 따라 외 부충격 등에 파손의 위험에 노출되어 있으며, 특히 설치공간의 제약을 받는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 내부에 유입구와 배출구가 구비되고, 이 배출구에 연통되는 에어연통공이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 상부 에어연통공에 연통되게 구비되며 상기 몸체의 내부로 이송되는 물의 흐름과 동일한 방향으로 형성된 에어유입공과, 이 에어유입공의 후방에 설치되는 에어공급부와, 상기 에어유입공의 내부에 설치되며, 공급되는 에어와 물의 역류를 방지하는 역류방지밸브로 이루어진 에어주입부와; 상기 배출구의 내주면에 설치됨과 아울러 에어연통공에 연통되며, 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 복수의 토출공이 형성된 에어분사부와; 주변기기에 연통되게 결합됨과 아울러 상기 몸체의 배출구측에 설치되는 고정부로 구성된다.

본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 공기주입장치의 몸체와 동일한 방향으로 에어주입부를 구비하여 내구성이 뛰어나며 설치공간의 제약을 받지 않으며, 그리고 물과 에어가 역류되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 몸체의 내부에 설치된 에어분사부에 의해 물과 공기가 회전되거나 소용돌이를 발생시켜 주변기기의 배관라인 및 관체 내의 녹이나 스케일을 제거 하거나 생성을 억제할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또, 본 고안의 공기주입장치내로 에어를 반복적으로 공급하게 되면 물과 공기에 공동화현상이 발생되어, 이때 공기가 압축,증폭된 상태에서 녹이나 스케일 성분에 부디쳐 폭발됨에 따라 녹이나 스케일 성분의 제거작업을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 공기주입장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어주입부를 보인 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 에어주입부의 개폐유도부재를 보인 단면도이고, 도 4a,b은 본 발명에 따른 에어분사부의 다른실시예를 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공기주입장치가 설치된 상태 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어주입부를 다른실시예를 보인 분해사시도이고, 도 7는 본 발명에 따른 에어주입부의 역류방지밸브의 다른실시예를 보인 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어분사부의 다른실시예를 보인 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치는 주변기기(200)에 물을 이송하는 관체(300)가 연결되고, 이 주변기 기(200)와 관체(300) 사이에 강제로 고압의 에어를 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)의 상부에 설치되는 에어주입부(60)와, 상기 몸체(10)의 내주면에 설치되며, 상기 에어주입부(60)를 통해 이송된 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 에어연통공(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 에어주입부(60)는 상기 몸체(10)의 에어연통공(14)에 연통되게 형성된 에어유입공(61)과, 상기 에어유입공(61)의 개방된 전방에 에어공급부(75)가 설치되고, 상기 에어유입공(61)의 내주면에 설치되며, 물과 에어를 역류되는 것을 방지하는 역류방지밸브(63)로 이루어진다.

상기 에어유입공(61)에는 내주면 후방에 고정홈(62)이 형성되고, 중간부분에 지지편(77)이 형성되며, 이 고정홈(62)에 추후 설명할 스프링(72)의 일측이 고정된다.

상기 역류방지밸브(63)는 에어주입부(60)의 내주면에 나사결합되어 지지편(77)에 고정되는 밸브바디(64)와, 상기 밸브바디(64)에 개폐가능하게 구비되는 개폐유도부재(67)와, 상기 개폐유도부재(67)와 에어주입부(60)의 고정홈(62) 사이에 설치되는 스프링(72)으로 이루어진다.

상기 밸브바디(64)의 외주면은 에어주입부(60)에 나사결합가능하게 형성되고, 일측 내주면에는 소정각도로 테이퍼지게 경사면(65)이 형성되며, 배면에는 상기 지지편(77)에 끼워져 고정되게 결합홈(66)이 형성된다.

상기 개폐유도부재(67)의 외주면에는 에어유입공(61)의 내주면에 지지되는 고정편(68)이 형성되고, 일측에는 상기 밸브바디(64)의 경사면(65)과 동일한 경사면(69)이 돌출되게 형성되고, 이 경사면(69)에 오링고정홈(70)이 형성되며, 타측에는 스프링(72)을 고정하는 체결홈(71)이 구비된다.

상기 오링고정홈(70)에는 기밀부재(73)가 결합되어 이 기밀부재(73)가 상기 밸브바디(64)의 경사면(65)에 밀착,고정되어 물과 에어가 역류되는 것을 방지하는 것이다.

상기 스프링(72)은 에어주입부(60)의 고정홈(62)과 개폐유도부재(67)의 체결홈(71) 사이에 탄성지지되게 설치된다.

이와 같이, 상기 개폐유도부재(67)의 고정편(68)과 상기 에어유입공(61) 사이에 에어이송통로(74)가 구비되어, 상기 에어공급부(75)에 의해 일정압력의 에어가 공급되면, 상기 개폐유도부재(67)가 후방으로 이동되면서 상기 에어이송통로(74)측을 거쳐 상기 에어연통공(14)을 에어를 공급하게 된다.

상기 에어공급부(75)는 에어주입부(60)의 전방에 설치되어 에어콤프레셔(도면상에 도시하지 않음)에 의해 소정압력으로 에어를 공급하게 된다.

상기 에어분사부(30)는 내부가 중공되며, 외주면 양측에는 돌출된 걸림턱(31)이 형성되고, 상기 에어연통공(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 4a에 도시된 바와 같이, 상기 에어분사부(30)의 토출공(33)은 원주방향으로 따라 직경이 1 : 1.1 : 1.2 : 1.3 ... 비율이 순차적으로 확관되게 관통된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 에어분사부(30)의 토출공(33)은 원주방향으로 따라 직경이 1 : 1.9 : 1.2 : 1.8 : 1.3 : 1.7 ... 비율이 불규칙하게 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 통과하면서 공기가 압축되는데, 이렇게 압축된 공기가 배관이나 주변기기 등을 통과하면서 부디쳐 압축된 공기의 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 에어공급부(75)를 통해 유입되면, 상기 역류방지밸브(63) 의 밸브바이의 내측으로 고압의 에어가 유입되어 상기 밸브바디(64)를 막고 있는 상기 개폐유도부재(67)가 스프링(72)에 탄성지지된 상태에서 후방으로 이동되어 상기 에어이송통로(74)측을 거쳐 상기 에어연통공(14)측으로 에어가 공급된다. 여기서 상기 몸체(10)를 통과하는 물과 에어주입부(60)에 공급되는 에어가 동일한 방향으로 공급되어 진다.

이어서 상기 에어연통공(14)으로 이송된 에어는 상기 에어분사부(30)의 토출공(33)에 의해 상기 에어분사부(30)의 내주면을 통과하는 물속에 고압의 에어를 분사되는데, 도 4a,b에 도시된 바와 같이 에어가 상기 토출공(33)을 통과하는 분사압력의 차이에 의해 물을 회전시키거나 소용돌이(난류, 와류)가 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.

또한, 상기 몸체(10)의 상부에 상기 에어주입부(60)가 상기 몸체(10)와 동일한 방향으로 구비되어 파손 등의 위험을 최소화함과 아울러 설치공간의 제약을 받 지 않는 장점이 있다.

도 6는 본 고안의 에어주입부의 다른실시예를 보인 것으로, 상기 에어주입부(60)가 별도로 제조되어 상기 몸체(10)에 용접 등에 의해 설치될 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명의 역류방지밸브 다른실시예를 보인 것으로, 상기에서 중복된 내용은 구체적으로 설명하지 않으며, 본 고안의 역류방지밸브(63)는 상기 에어주입부(60)의 내주면에 나사결합되어 지지편(77)에 설치되는 밸브바디(64)와, 상기 밸브바디(64)에 개폐가능하게 구비되는 볼(76)과, 이 볼(76)과 에어주입부(60)의 고정홈(62) 사이에 설치되는 스프링(72)으로 이루어진다.

상기 밸브바디(64)의 외주면은 에어주입부(60)의 내부에 나사결합가능하게 형성되고, 일측 내주면에는 소정각도로 테이퍼지게 경사면(65,69)이 형성되며, 타측에는 상기 지지편(77)에 끼워져 고정되게 결합홈(66)이 형성된다.

상기 볼(76)은 구체형상을 가지며, 이 구체의 일부가 상기 밸브바디(64)의 경사면(65,69)을 막게된다.

이와 같이, 상기 스프링(72)의 탄성력에 의해 상기 볼(76)이 상기 밸브바디(64)의 경사면(65,69)에 밀착되며, 상기 밸브바디(64)의 내주면을 에어가 공급되면 에어에 의해 상기 볼(76)이 스프링(72)에 의해 탄성지지된 상태에서 후방으로 이동되어져 에어가 상기 에어연통공(14)으로 공급되는 것이다.

도 8은 본 발명의 에어분사부의 다른실시예를 보인 것으로, 상기 공기주입장치(100)의 에어분사부(30)에 대한 중복된 설명은 하지 않으며, 상기 에어분사 부(30)와 몸체(10) 사이에 베어링(80)이 내재되어 상기 에어분사부(30)가 회동가능하게 설치된다.

상기 베어링(80)은 에어분사부(30)의 외주면 양측에 억지끼움되어 걸림턱(31)에 걸려져 고정된다.

이와 같이, 상기 베어링(80)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 1은 본 발명에 따른 공기주입장치의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어주입부를 보인 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 에어주입부의 개폐유도부재를 보인 단면도,

도 4a,b은 본 발명에 따른 에어분사부의 다른실시예를 보인 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 공기주입장치가 설치된 상태 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어주입부를 다른실시예를 보인 분해사시도,

도 7는 본 발명에 따른 에어주입부의 역류방지밸브의 다른실시예를 보인 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 공기주입장치의 에어분사부의 다른실시예를 보인 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 몸체 11: 유입구

30: 에어분사부 31: 걸림턱

32: 환형홈 33: 토출공

40: 고정부 41: 결합편

42: 걸림턱 50: 오링

80: 베어링

Claims (5)

1. 내부에 유입구(11)와 배출구(13)가 구비되고, 이 배출구(13)에 연통되는 에어연통공(14)이 형성된 몸체(10)와;

   상기 몸체(10)의 상부 에어연통공(14)에 연통되게 구비되며 상기 몸체(10)의 내부로 이송되는 물의 흐름과 동일한 방향으로 형성된 에어유입공(61)과, 이 에어유입공(61)의 후방에 설치되는 에어공급부(75)와, 상기 에어유입공(61)의 내부에 설치되며, 공급되는 에어와 물의 역류를 방지하는 역류방지밸브(63)로 이루어진 에어주입부(60)와;

   상기 역류방지밸브(63)는 에어주입부(60)의 내주면에 설치되는 밸브바디(64)와, 상기 밸브바디(64)에 개폐가능하게 구비되는 개폐유도부재(67)와, 상기 개폐유도부재(67)와 에어주입부(60) 사이에 설치되는 스프링(72)으로 이루어지며,

   상기 배출구(13)의 내주면에 설치됨과 아울러 에어연통공(14)에 연통되며, 유입된 에어를 내측으로 경사지게 분사하는 복수의 토출공(33)이 형성된 에어분사부(30)와;

   주변기기(200)에 연통되게 결합됨과 아울러 상기 몸체(10)의 배출구(13)측에 설치되는 고정부(40)와;

   상기 에어분사부(30)와 몸체(10) 사이에 베어링(80)이 구비되어 상기 에어분사부(30)가 회동가능하게 구비되어 상기 토출공(33)을 통해 에어가 회동되면서 분사됨에 따라 물과 공기방울이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 에어분사부(30)의 토출공(33)은 원주방향으로 일정비율로 직경이 크게 형성됨과 아울러 직경이 불규칙하게 구비되어 상기 몸체(10)의 내부를 통과하는 물과 공기방울이 회전되거나 소용돌이(난류, 와류)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배관내 녹이나 스케일 등 이물질 제거장치.

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