KR101109014B1 - 자동역세척이 가능한 배관연결체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동역세척이 가능한 배관연결체에 관한 것으로서, 제1분기관, 제2분기관 및 제3분기관을 갖는 배관 몸체; 상기 제1분기관에 설치되고, 상기 제1분기관을 통해 유입되는 유체에 포함된 이물질을 제거하는 필터; 상기 필터의 앞뒤면이 변경될 수 있도록 상기 필터를 회전시키는 필터구동수단; 상기 배관 몸체에 설치되고, 외부신호에 따라 상기 제1분기관에서 상기 제2분기관 또는 상기 제1분기관에서 상기 제3분기관으로의 유동이 선택적으로 이루어지도록 상기 배관 몸체의 개폐방향을 제어하는 하나이상의 밸브수단; 및 상기 제1분기관에 설치되어, 상기 제1분기관의 입구 측의 압력이 기 설정된 최대압력보다 높거나 또는 기 설정된 최저압력보다 낮으면 상기 밸브수단의 개폐방향이 변경되도록 제어신호를 송출하는 압력감지스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

역세척, 밸브

Description

자동역세척이 가능한 배관연결체{A Pipe Connector for Automatic Back Washing of Filter}

본 발명은 필터를 구비한 배관연결체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터에 걸러진 이물질을 역세척방식으로 자동 세척할 수 있는 배관연결체에 관한 것이다.

역세척방식은 정수기를 비롯하여 유체(예를 들어 수돗물 등)를 필터로 정화하여 사용하는 수질처리장치 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 역세척은 유체에 의한 필터의 통과방향을 일시적으로 바꾸어서 필터에 의해 걸러진 이물질을 제거하는 방식을 말한다. 도 1은 역세척이 가능한 대표적인 배관연결체 또는 필터장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

종래 배관연결체(200, 또는 필터장치)는 도 1에 도시된 바와 같이 몸통부재(210), 필터(220), 4개의 배관(230, 240, 250, 260), 및 이 4개의 배관(230, 240, 250, 260)에 각각 설치되는 밸브(232, 242, 252, 262)를 포함한다.

몸통부재(210)는 대체로 원통형태로서 배관연결체(200)의 대체적인 형상을 이루며, 내부에 필터(220)를 구비한다. 필터(220)는 몸통부재(210)의 중앙에 설치 되어 몸통부재(210)로 유입된 유체에 포함된 이물질을 걸러내는 구실을 한다. 4개의 배관들(230, 240, 250, 260)은 2개씩 짝을 이루며, 몸통부재(210)로 유입된 유체가 항상 필터(220)를 통과하여 배출되도록 설치된다. 즉, 도면부호 230과 260의 배관은 몸통부재(210)의 일측에 설치되고, 도면부호 240과 250의 배관은 몸통부재(210)의 다측에 설치된다. 따라서, 도면부호 230의 배관을 통해 유입된 유체와 도면부호 250의 배관을 통해 유입된 유체는 필터(220)를 통과해야만 도면부호 240의 배관과 도면부호 260의 배관을 통해 각각 배출될 수 있다.

이러한 구조의 종래 배관연결체(200)는 평상 시 도면부호 230의 배관을 통해 유체가 유입되어 도면부호 240의 배관을 통해 유체가 배출되다가(실선화살표 참조,이 경우 도면부호 250과 260의 배관에 설치된 밸브(252, 262)는 모두 폐쇄작동된 상태이다), 역세척이 이루어지게 되면 도면부호 250의 배관을 통해 세척수가 유입되어 도면부호 260의 배관을 통해 세척수가 배출된다(점선화살표 참조, 이 경우 도면부호 230과 240의 배관에 설치된 밸브(232, 242)는 모두 폐쇄작동된 상태이다). 따라서, 이러한 종래 배관연결체(200)는 평상 시 유체가 필터(220)를 통과하는 방향과 역세척 시 세척수가 필터(220)를 통과하는 방향이 정 반대이므로, 필터(220)를 분리하여 별도로 세척처리를 하지 않아도 필터(220)에 걸러진 이물질이 세척수에 의해 배관(260)으로 배출된다.

그러나 이러한 종래 배관연결체(200)는 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 물의 낭비가 많다. 종래 배관연결체(200)는 몸통부재(210)의 내부압력에 관계없이 일정시간 주기마다 역세척을 수행하며, 역세척을 수행한 세척수(일반 적으로 수돗물)를 그대로 배출시켜 방류한다. 따라서 종래 배관연결체(200)는 필터(220)에 이물질이 많이 걸러지지도 않았음에도 불구하고 역세척을 수행하여 세척수를 방류시키므로, 불필요한 세척수의 사용이 많다.

둘째, 구조가 복잡하다. 종래 배관연결체(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 몸통부재(210)에 적어도 4개의 배관(230, 240, 250, 260)과 4개의 밸브(232, 242, 252, 262)를 설치해야 하므로, 배관연결체(200)의 구조가 복잡하다.

세째, 설치가 번거롭고 제작비용을 절감하는데 한계가 있다. 종래 배관연결체(200)는 각각의 배관(230, 240, 250, 260)에 외부 배관을 각각 연결해야 하므로, 설치작업도 매우 번거롭다. 아울러, 앞에서 언급하나 바와 같이 배관들(230, 240, 250, 260)마다 반드시 밸브(232, 242, 252, 262)를 설치해야 하므로, 종래 배관연결체(200)의 제작비용을 낮추는데 한계가 있다.

본 발명은 위와 같은 단점을 해소하기 위한 것으로서, 장치의 구조를 축소하여 소형기기에서 쉽게 활용할 수 있도록 함과 아울러 장치의 제작비용과 처리수의 낭비를 대폭 낮출 수 있는 자동역세척이 가능한 배관연결체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따르면, 제1분기관, 제2분기관 및 제3분기관을 갖는 배관 몸체; 상기 제1분기관에 설치되고, 상기 제1분기관을 통해 유입되는 유체에 포함된 이물질을 제거하는 필터; 상기 필터의 앞뒤면이 변경될 수 있도록 상기 필터를 회전시키는 필터구동수단; 상기 배관 몸체에 설치되고, 외부신호에 따라 상기 제1분기관에서 상기 제2분기관 또는 상기 제1분기관에서 상기 제3분기관으로의 유동이 선택적으로 이루어지도록 상기 배관 몸체의 개폐방향을 제어하는 하나이상의 밸브수단; 및 상기 제1분기관에 설치되어, 상기 제1분기관의 입구 측의 압력이 기 설정된 최대압력보다 높거나 또는 기 설정된 최저압력보다 낮으면 상기 밸브수단의 개폐방향이 변경되도록 제어신호를 송출하는 압력감지스위치를 포함하는 자동역세척이 가능한 배관연결체가 제공된다.

바람직하게는, 상기 밸브수단은, 상기 배관 몸체 중 처리수가 배출되는 제2분기관에 설치되고, 상기 제2분기관을 외부신호에 따라 선택적으로 개폐하는 제1전동밸브; 및 상기 배관 몸체 중 상기 필터에 걸러진 이물질이 배출되는 제3분기관에 설치되고, 상기 제3분기관을 외부신호에 따라 선택적으로 개폐하는 제2전동밸브를 포함하는 것이 좋다.

다른 바람직한 형태로서, 상기 밸브수단은 3방향 밸브인 것이 좋다.

본 발명은 필터의 상태에 따라 역세척을 자동으로 수행하므로, 빈번한 역세척 수행으로 인한 물 낭비를 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 종래보다 배관과 밸브의 수를 줄일 수 있으므로, 장치의 제작비용을 대폭 절감할 수 있으며, 장치의 설치가 매우 용이하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 자동역세척이 가능한 배관연결체의 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 배관연결체의 사용상태를 나타낸 것이다.

본 발명의 배관연결체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 배관 몸체(10), 필터(20), 필터구동수단(24), 제1전동밸브(30), 제2전동밸브(40)를 포함한다.

배관 몸체(10)는 3방향으로 분기된 형태로서, 제1분기관(12)과 제2분기 관(14) 그리고 제3분기관(16)으로 이루어진다. 제1분기관(12)은 여과할 유체(예를 들어 상수원으로부터 공급된 수돗물이나 기타 생활하수 등)를 공급하는 공급배관과 연결되며, 제2분기관(14)은 필터(20)를 통해 여과된 비교적 깨끗한 유체가 저장되는 탱크나 또는 배출되는 배출배관과 연결된다. 그리고 제3분기관(16)은 필터(20)에 의해 여과된 이물질이 저장되는 별도의 탱크나 또는 배출되는 별도의 배출배관과 연결된다.

필터(20)는 제1분기관(12)에 설치되며, 제1분기관(12)을 통해 유입되는 유체에 포함된 이물질을 여과하는 구실을 한다. 필터(20)는 제1분기관(12)의 단면과 대체로 일치하는 형태로서, 제1분기관(12)의 단면 중심을 지나는 축(22)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.

필터구동수단(24)은 필터(20)의 회전 축(22)과 연결되어, 필터(20)의 앞면과 뒷면이 변경될 수 있도록 필터(20)를 회전시키는 구실을 한다. 즉, 필터구동수단(24)은 외부로부터 제어신호가 입력되면, 현 상태의 필터(20)를 180도 회전시켜 필터(20)의 앞면과 뒷면이 뒤바꾼다.

제1전동밸브(30)는 제2분기관(14)에 설치되며, 제2분기관(14)의 개폐를 담당한다. 제1전동밸브(30)의 개폐는 필터구동수단(24)과 마찬가지로 외부신호에 의해 제어된다.

제2전동밸브(40)는 제3분기관(16)에 설치되며, 제3분기관(16)의 개폐를 담당한다. 제2전동밸브(40)의 개폐는 제1전동밸브(30)와 마찬가지로 외부신호에 의해 제어되거나 또는 제1전동밸브(30)의 개폐와 연동하여 이루어질 수 있다. 다만, 제2 전동밸브(40)의 개폐가 제1전동밸브(30)와 연동하여 이루어지는 경우에는 제1전동밸브(30)의 개폐와 반대로 이루어진다. 즉, 제1전동밸브(30)가 개방되면 제2전동밸브(40)는 폐쇄되고, 제1전동밸브(30)가 페쇄되면 제2전동밸브(40)는 개방된다.

참고로, 제1전동밸브(30)와 제2전동밸브(40)는 제2분기관(14)과 제3분기관(16)의 개폐를 담당하는 차단판(32, 42)과 차단판(32, 42)을 작동시키는 구동수단(도시되지 않음)을 각각 구비한다. 아울러, 본 실시예에서는 제2분기관(14)과 제3분기관(16)에 각각 전동밸브(30, 40)가 설치되는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라 배관 몸체(10)의 중앙에 도 5에 도시된 바와 같이 3방향밸브(80)를 설치하여 이들 전동밸브(30, 40)를 대신할 수 있다.

압력감지스위치(50)은 제1분기관(12) 또는 제1분기관(12)과 연결되는 유체 공급배관과 연결된다. 압력감지스위치(50)는 제1분기관(12)으로 유입되는 유체에 의한 제1분기관(12)의 내부압력을 측정하고, 이를 통해 필터(20)의 상태를 파악한 뒤 필터구동수단(24)과 전동밸브들(30, 40)의 작동을 제어한다. 즉, 압력감지스위치(50)는 제1분기관(12)의 내부압력이 기 설정된 최대압력보다 높거나(압력감지스위치(50)가 필터(20)의 앞쪽에 설치된 경우) 또는 기 설정된 최저압력보다 낮으면(압력감지스위치(50)가 필터(20)의 뒤쪽에 설치된 경우), 필터(20)에 많은 이물질이 부착되어 제1분기관(12)의 내부압력이 비 이상적으로 상승하거나 또는 낮아진 것으로 간주한다. 그리고 압력감지스위치는(50)는 필터(20)에 부착된 이물질이 제1분기관(12)을 통해 유입되는 유체에 의해 떨어져 나갈 수 있도록 필터구동수단(24)을 구동시키고, 이와 동시에 부착된 이물질이 제2분기관(14)으로 배출되지 않도록 제1전동밸브(30)를 폐쇄작동시키고 제2전동밸브(40)를 개방작동시키는 제어신호를 직접 또는 별도의 제어수단을 통해 송출한다.

한편, 본 실시예에서는 도면부호 50을 압력감지스위치라고 하였으나, 유체의 종류와 특성 또는 사용자의 선택에 따라 유속감지스위치 또는 유량감지스위치 등으로 변경하여 제1분기관(12)을 통해 유입되는 유체의 유속이나 또는 유량을 감지하여 압력감지스위치(50)와 동일한 효과를 달성할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 자명하다.

다음에서는 본 발명의 사용상태를 도 3 및 도 4를 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 배관연결체(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 평상 시 제1분기관(12)을 통해 유입되는 유체가 제2분기관(14)을 통해 배출되도록, 제1전동밸브(30)를 개방작동시키고 제2전동밸브(40)를 폐쇄작동시키도록 제어한다. 따라서, 필터(20)에 의해 여과된 유체는 별도의 작동이 없는 한 제1분기관(12)에서 제2분기관(14)으로 유동되고, 유체에 포함된 이물질은 필터(20)에 의해 여과된다(즉, 이물질은 필터(20)의 앞면에 걸러져 쌓인다). 한편, 압력감지스위치(50)는 제1분기관(12)의 내부압력을 수시로 또는 일정주기마다 측정한다.

위와 같은 유체의 처리과정에서, 필터(20)에 상당량의 이물질이 걸러져 유체의 유동을 크게 방해하면, (압력감지스위치(50)에 의해 측정된) 제1분기관(12)의 내부압력이 기 설정된 최대압력보다 상승하게 된다(필터(20)의 앞쪽 기준임). 그러면 압력감지스위치(50)는 필터(20)를 통한 여과처리가 원활하지 않은 것으로 간주하고, 필터구동수단(24)과 전동밸브(30, 40)에 구동신호를 송출한다. 이에 필터구 동수단(24)은 필터(20)를 180도 회전시켜 이물질이 부착된 필터(20)의 앞면이 뒤쪽을 향하게 하고, 제1전동밸브(30)와 제2전동밸브(40)는 도 3의 상태에서 1회 동작(즉, 차단판(32, 42)이 90도 회전하는 동작)하여, 제1전동밸브(30)는 제2분기관(14)을 폐쇄하고 제2전동밸브(40)는 제3분기관(16)을 개방한다(도 4 참조). 이에 따라, 필터(20)에 부착되었던 이물질들은 제1분기관(12)을 통해 유입되는 유체에 의해 필터(20)에서 탈락되어 제3분기관(16)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같이 작동하는 본 발명은 압력감지스위치(50)의 제어신호에 따라 필터(20)에 부착된 이물질이 자동으로 세척되므로, 필터(20)에 의해 여과되는 유체의 낭비가 매우 적다. 또한, 본 발명은 비교적 간단한 구조를 가지므로, 설치 및 제작이 용이하다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 역세척이 가능한 종래의 배관연결체 또는 필터장치를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 자동역세척이 가능한 배관연결체의 개략적인 구성을 도시한 것이고,

도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 배관연결체의 사용상태를 나타낸 것이고,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관연결체의 사용상태를 나타낸 것이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 배관연결체 10: 배관 몸체

12: 제1분기관 14: 제2분기관

16: 제3분기관 20: 필터

24: 필터구동수단(또는 모터) 30: 제1전동밸브

40: 제2전동밸브 50: 압력감지스위치

Claims (3)

1. 공급수의 공급배관과 연결된 제1분기관, 탱크 또는 배출 배관과 연결된 제2분기관 및 이물질이 저장되는 탱크와 연결된 제3분기관을 갖는 배관 몸체;

   상기 제1분기관에 설치되고, 상기 제1분기관을 통해 유입되는 유체에 포함된 이물질을 제거하는 필터;

   상기 필터의 앞뒷면이 변경될 수 있도록 상기 필터를 회전시키는 필터구동수단;

   상기 배관 몸체에 설치되고, 외부신호에 따라 상기 제1분기관에서 상기 제2분기관 또는 상기 제1분기관에서 상기 제3분기관으로의 유동이 선택적으로 이루어지도록 상기 배관 몸체의 개폐방향을 제어하는 하나 이상의 밸브수단; 및

   상기 제1분기관에 설치되어, 상기 제1분기관의 입구 측의 압력이 기 설정된 최대압력보다 높거나 또는 기 설정된 최저압력보다 낮으면 상기 밸브수단의 개폐방향이 변경되도록 제어신호를 송출하는 압력감지스위치를 포함하는 자동역세척이 가능한 배관연결체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 밸브수단은, 상기 배관 몸체 중 처리수가 배출되는 제2분기관에 설치되고, 상기 제2분기관을 외부신호에 따라 선택적으로 개폐하는 제1전동밸브; 및

   상기 배관 몸체 중 상기 필터에 걸러진 이물질이 배출되는 제3분기관에 설치되고, 상기 제3분기관을 외부신호에 따라 선택적으로 개폐하는 제2전동밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동역세척이 가능한 배관연결체.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 밸브수단은 3방향 밸브인 것을 특징으로 하는 자동역세척이 가능한 배관연결체.

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