KR101155165B1

KR101155165B1 - 무동력 약품 투입 시스템

Info

Publication number: KR101155165B1
Application number: KR1020100085649A
Authority: KR
Inventors: 강경석; 이경희
Original assignee: (주) 시온텍
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR20120023298A

Abstract

본 발명은 식수의 소독 및 살균을 위한 약품 투입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급되는 물의 힘으로 약품을 투입하되, 공급되는 물의 양을 조절하여 약품의 낭비를 줄이며, 공급되는 물을 여과하여 약품 투입장치의 내구성을 유지하고, 약품의 빠른 확산을 유도하게 되는 무동력 약품 투입 시스템에 관한 것이다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 무동력 약품 투입 시스템은 원수저장탱크의 수위가 높아 유입되는 원수를 배출해야 될 경우 약품 투입이 중단되기 때문에 약품의 손실을 최소화 하여 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 비연속식 바이패스 밸브를 사용하기 때문에 원수저장탱크의 수위 변화에 관계없이 일정한 양의 원수를 약품투입기로 유입시킬 수 있어 정확한 비율로 약품을 투입시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 약품투입기로 유입되는 원수의 불순물이 제거 되어 약품투입기의 내구성 증대로 인한 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 원수와 약품을 효과적으로 혼합시키기 때문에 물의 소비량에 상관없이 약품과 원수의 혼합비율을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

무동력 약품 투입 시스템{Unelectrified and Fixed Chemical Discharging System}

본 발명은 식수의 소독 및 살균을 위한 약품 투입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급되는 물의 힘으로 약품을 투입하되, 공급되는 물의 양을 조절하여 약품의 낭비를 줄이며, 공급되는 물을 여과하여 약품 투입장치의 내구성을 유지하고, 약품의 빠른 확산을 유도하게 되는 무동력 약품 투입 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 약품 투입장치는 간이 상수도 및 정수장 등 식수 공급 시설에 차아염소산나트륨(Sodium Hypochlorite, 이하 차염)을 장기간 일정량 주입하여 물을 소독, 살균하기 위해 사용되는 장치이다.

도서지역이나 산간 오지는 상수도원의 공급이 원활하지 못해서, 간이상수도원으로 지하수를 사용하거나, 빗물을 집수하여 사용하기도 하고, 계곡의 흐르는 물을 사용하기도 한다. 그러나 지하수, 빗물 및 계곡물 등은 주변의 오염원에 의해 식수 등의 생활용수로 사용하기에 적합하지 않은 경우가 많다. 따라서 상기와 같은 원수는 집수 후 소독을 위해 염소(Chlorine)나 차염을 투입하는 공정을 거치게 된다. 이때, 염소나 차염을 투입하는 방법은 원수가 집수되는 원수저장탱크에 고체화 되어있는 염소를 투입하거나, 확산속도가 빠른 액체염소인 차염을 투입하는 방법을 사용하게 된다.

종래에는 원수저장탱크에 저장되는 원수의 양에 따라 일정한 농도로 염소나 차염을 투입할 수 있는 약품 투입장치를 사용하였으나, 고가이며 구조가 복잡하고, 장치의 부피가 커서 원수저장탱크에 부착 및 관리가 어렵고, 정상적인 약품주입여부를 확인할 방법이 없어 정상적인 약품 투입이 원활하지 못한 문제점이 있었다. 또한 약품을 정량으로 투입되도록 하기 위해 정량펌프가 사용되는데, 전기로 동작되기 때문에 전기를 끌어올 수 없는 도서지역에서는 사용이 불가능 하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 원수저장탱크에 유입되는 원수의 운동에너지를 이용하여 염소를 투입하게 되는 무동력 염소 투입장치가 공지된 바 있다. 원수저장탱크에 유입되는 원수는 일단 염소투입기를 거친 후 염소와 혼합된 상태로 원수저장탱크에 저장되게 되는데, 계곡물을 원수로 유입시키는 무동력 염소 투입장치의 경우 원수가 지속적으로 유입되며, 물 사용량이 적어 탱크의 수위가 높아질 경우 오버플로관을 통해 저장된 원수를 탱크 밖으로 배출하게 되는데, 이때 배출되는 원수에는 염소약품이 혼합되어 있기 때문에 염소약품의 낭비를 초래하는 문제점이 발생한다.

이를 개선하기 위해 오버플로 되는 원수를 약품투입기에 거치지 않고 배출하도록 바이패스 밸브가 설치되는 구성도 공지된 바 있지만, 탱크의 수위에 따라 연속적으로 밸브의 개방 면적이 달라지기 때문에 약품투입장치로 공급되는 원수의 양이 일정치 않아 약품의 투입량을 결정하는데 어려움이 따랐다.

또한, 원수에 모래와 같은 불순물이 섞여 있을 경우 원수에 의해 구동되는 약품 투입기의 임펠러 부에 쌓이게 되어 약품투입기의 내구성이 떨어지고, 고장을 유발하는 문제점도 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 원수저장탱크의 수위가 높아질 경우 약품투입장치로 원수를 유입시키지 않도록 무동력으로 작동되는 밸브를 구성하되, 연속적으로 변하는 수위에 관계없이 일정량을 공급 또는 배출하도록 하여 정해진 량의 원수를 약품투입장치로 공급하는 비연속식 바이패스 밸브가 구비된 무동력 약품 투입 시스템을 제공함에 있다.

또한, 약품투입장치로 공급되는 원수를 필터링하고, 필터링한 불순물을 외부로 배출하게 되는 무동력 약품 투입 시스템을 제공함에 있다.

아울러, 원수와 약품의 혼합이 신속하게 이루어지도록 와류 발생부를 구비하게 되는 무동력 약품 투입 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 무동력 약품 투입 시스템은 제1 유입구(110)와 제1 배출구(120)가 형성되며, 원수가 저장되는 원수저장탱크(100); 일단이 상기 제1 유입구(110)에 연결되며 원수를 유입 받아 타단으로 공급하는 원수유입관(130); 상기 원수유입관(130)의 타단에 연결되는 제2 유입구(210)를 통해 원수를 유입 받아 약품을 투입하고, 상기 원수저장탱크(100) 내부에 노출되는 제2 배출구(220)를 통해 약품이 투입된 원수를 배출하는 약품투입부(200); 및 일단이 상기 원수저장탱크(100) 내부 상측에 노출되고, 타단이 상기 원수저장탱크(100)의 외면을 관통하여 외부에 노출되는 오버플로관(140); 을 포함하는 무동력 약품 투입 시스템에 있어서, 상기 시스템에는, 일단이 상기 원수유입관(130)상에 연결되고, 타단이 상기 오버플로관(140)상에 연결되는 바이패스관(150); 및 상기 바이패스관(150)상에 구비되되, 상기 원수저장탱크(100)의 수위에 따라 상기 바이패스관(150)을 밀폐 또는 개방하는 볼탑밸브부(300); 은 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼탑밸브부(300)는, 원수가 유입되는 제3 유입구(311)와, 상기 유입된 원수를 토출하는 제3 배출구(312)와, 상기 제3 유입구(311)와 상기 제3 배출구(312)를 연통시키는 메인오리피스(Main Orifice, 313)가 형성되는 바디(Body, 310); 상하 회동에 의해 상기 메인오리피스(313)를 개방 또는 밀폐하기 위한 밸브부(Valve Part, 320); 하단이 상기 밸브부(320)의 상단에 연결되어 상기 밸브부(320)를 상하 회동시키기 위한 밸브로드(Valve rod, 330); 및 수위에 대응되도록 회동하는 부표(341)와, 일단과 타단 사이에 상기 밸브로드(330)의 상단이 연결되며, 일단이 상기 부표(341)에 연결되고, 타단이 상기 바디(310)에 힌지 고정되는 부표부(340); 를 포함하되, 상기 볼탑밸브부(300)는, 상기 원수저장탱크(100)의 수위 상승 시에는 상기 바이패스관(150)을 개방하고, 수위가 하강 시에는 상기 바이패스관(150)을 밀폐하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 볼탑밸브부(300)에는, 상기 밸브로드(330)의 하측이 끼워져 상하 회동 가능하도록 상기 밸브부(320)의 상면에서 하방 내측으로 형성되는 탄성홀(321); 상기 밸브부(320)의 외면에 구비되는 구름베어링(322); 상기 바디(310) 내면 상에 형성되되, 상기 구름베어링(322)에 대응되도록 상하 길이 방향으로 일정간격을 이루며 형성되는 함입부(314); 상기 밸브로드(330)의 하단부에 형성되는 탄성고정부(331); 상단이 상기 탄성고정부(331)의 하단에 맞닿고, 하단이 상기 탄성홀(321)의 하단 에 맞닿도록 설치되는 제1 탄성부재(351); 상기 밸브로드(330)의 하측에 끼워지며, 하단이 상기 탄성고정부(321)의 상단에 맞닿도록 설치되는 제2 탄성부재(352); 및 상기 제2 탄성부재(352)의 이탈을 방지하기 위해 상기 제2 탄성부재(352)의 상단에 맞닿도록 상기 밸브부(320)의 상면에 설치되는 밸브커버(360); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구름베어링(322)은, 상기 밸브부(320)의 외면에 형성되되, 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성되며, 상기 함입부(314)는 상기 구름베어링(322)에 대응되도록 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성되되, 상하 길이 방향으로 일정간격을 이루며 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템은, 제2 유입구(220) 상에 구비되어 유입되는 원수의 이물질을 필터링하기 위한 필터부(230)를 포함하여 이루어지며, 상기 필터부(230)는 필터링 된 이물질이 자중에 의해 하단부에 침전되도록 상하 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템은 상기 필터링 된 이물질을 배출하도록, 일단이 상기 필터부(230)에 연결되고, 타단이 외부로 노출되도록 구성되는 클리닝관(270)과, 상기 클리닝관(270)을 밀폐 또는 개방하도록 상기 클리닝관(270) 상에 설치되는 클리닝밸브(280)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 배출구(220)에는, 배출되는 원수와 약품의 혼합을 위한 와류발생부(400)가 연장 형성되며, 상기 와류발생부(400)에는 내주면에 적어도 하나 이상, 길이 방향을 따라, 나선형으로 돌출 되는 나선돌기(410)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 무동력 약품 투입 시스템은 원수저장탱크의 수위가 높아 유입되는 원수를 배출해야 될 경우 약품 투입이 중단되기 때문에 약품의 손실을 최소화 하여 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 비연속식 바이패스 밸브를 사용하기 때문에 원수저장탱크의 수위 변화에 관계없이 일정한 양의 원수를 약품투입기로 유입시킬 수 있어 정확한 비율로 약품을 투입시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 약품투입기로 유입되는 원수의 불순물이 제거 되어 약품투입기의 내구성 증대로 인한 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 원수와 약품을 효과적으로 혼합시키기 때문에 물의 소비량에 상관없이 약품과 원수의 혼합비율을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 무동력 약품 투입 시스템 개략도
도 2는 본 발명의 약품투입부 평면투시도
도 3은 본 발명의 필터부 단면도
도 4는 본 발명의 와류발생부 사시도
도 5는 본 발명의 볼탑밸브부 전단면도
도 6은 본 발명의 볼탑밸브부 부분단면도
도 7은 본 발명의 볼탑밸브부 작동상태 단면도 (개방 시)
도 8은 본 발명의 볼탑밸브부 작동상태 단면도 (밀폐 시)

본 발명의 염소 약품 투입 시스템은 계곡수 및 우수와 같이 지속적으로 원수가 공급되는 곳에서 사용될 경우 최적의 효과가 발생될 수 있음을 미리 밝히며, 최적의 실시 예는 다음과 같다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 무동력 약품 투입 시스템은 원수저장탱크(100), 약품투입부(200), 볼탑밸브부(300) 및 와류발생부(400)를 포함하여 이루어진다.

상기 원수저장탱크(100)는 식수가 저장될 수 있는 함체 상으로 이루어진다. 상기 원수저장탱크(100)에는 원수가 유입되는 제1 유입구(110)가 형성될 수 있고, 약품이 혼합된 원수를 공급하도록 제1 배출구(120)가 형성될 수 있다. 상기 제1 유입구(110)로 공급되는 원수는 자연낙하 또는 펌프에 의해 공급될 수 있다. 상기 제1 유입구(110)로 공급되는 원수는 원수유입관(130)을 통해 상기 약품투입부(200)로 전달된다. 상기 원수유입관(130)은 상기 원수저장탱크(100)의 내부에 내설된다. 상기 원수유입관(130)의 일단은 상기 제1 유입구(110)에 연통되며, 타단은 상기 약품투입부(200)의 제2 유입구(210)에 연통된다. 원수를 상기 약품투입부(200)에 직접 연결시키지 않고 원수유입관(130)을 통해 공급하는 이유는 원수저장탱크(100)의 수위가 높아서 강제 배출해야할 경우 약품투입부(200)에 원수를 공급하지 않고 상기 볼탑밸브부(300)를 통해 바이패스 시켜 배출하기 위함이다.

상기 원수저장탱크(100)에는 오버플로관(140)이 구비될 수 있다. 상기 오버플로관(140)은 일단이 상기 원수저장탱크(100)의 상측에 노출되고, 타단이 상기 원수저장탱크(100)의 외면을 관통하여 외부에 노출되도록 구성된다. 바람직하게는 일단이 상기 원수저장탱크(100)의 최대 저장 수위에 노출되며, 타단이 상기 원수저장탱크(100)의 하면을 관통하여 상기 원수저장탱크(100)의 하면 하방으로 노출되도록 구성된다. 따라서 상기 원수저장탱크(100)에 최대 저장 수위 이상 원수가 저장될 경우 상기 오버플로관(140)을 통해 외부로 강제 배출되게 된다.

이때, 상기 원수유입관(130)과 상기 오버플로관(140) 상에는 바이패스관(150)이 연결될 수 있다. 상기 바이패스관(150)은 일단이 상기 원수유입관(130) 상에 연결되며, 타단이 상기 오버플로관(140) 상에 연결된다. 상기 바이패스관(150)은 상기 볼탑밸브부(300)의 제어에 의해 밀폐 또는 개방되도록 구성된다. 따라서 원수저장탱크(100)의 수위가 높아 볼탑밸브부(300)가 개방될 경우 상기 원수유입관(130)을 통해 유입되는 원수는 상기 바이패스관(150)을 통해 오버플로관(150)으로 전달되어 외부로 배출되며, 원수저장탱크(100)의 수위가 낮아 볼탑밸브부(300) 밀폐 시에만 원수유입관(130)을 통해 유입되는 원수가 상기 약품투입부(200)로 공급되도록 한다.

상기 원수저장탱크(100)의 하면에는 탱크청소관(160) 및 탱크청소관(160)상에 설치되어 상기 탱크청소관(160)을 밀폐 또는 개방하는 탱크청소밸브(170)가 형성될 수 있다.

도 2 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 약품투입부(200)는 제2 유입구(210), 제2 배출구(220), 공급관(230), 필터부(240), 약품투입기(250), 배출관(260), 클리닝관(270) 및 클리닝밸브(280)로 구성된다.

상기 제2 유입구(210)는 상기 원수유입관(130)의 타단에 연결되어 상기 약품투입부(200)로 원수를 공급한다. 상기 제2 배출구(220)는 상기 원수저장탱크(100)의 내부로 연통되어 약품이 혼합된 원수를 원수저장탱크(100)로 공급한다. 상기 공급관(230)은 일단이 상기 제2 유입구(210)에 연결되고 타단이 상기 약품투입기(250)에 연결되어 원수를 상기 약품투입기(250)에 공급한다. 상기 배출관(260)은 일단이 상기 약품투입기(250)에 연결되고, 타단이 상기 제2 배출구(220)에 연결되어 약품투입기(250)를 경유한 원수를 상기 제2 배출구(220)에 전달한다. 상기 배출관(260) 상에는 상기 약품투입기(250)의 동작에 의해 약품을 공급하는 약품공급관(미도시)이 연결되어 상기 배출관(260)에는 약품이 혼합된 원수가 유동하게 된다.

상기 약품투입기(250)는 원수의 유동에 의해 회전하는 임펠러부, 임펠러부의 구동을 감속하는 감속기어부 및 감속기어부의 구동에 의해 약품을 투입하는 투입부 등의 구성을 포함하는 통상의 무동력 약품투입기가 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세 구성은 생략하기로 한다.

이때 상기 공급관(230) 상에는 유동하는 원수의 불순물을 제거하기 위한 필터부(240)가 구비될 수 있다. 원수를 그대로 약품투입기(250)에 공급할 경우 상기 임펠러부에 불순물 퇴적으로 인해 내구성이 떨어지고, 고장으로 이어지기 때문이다. 상기 필터부(240)는 원수유입공간(241), 필터링공간(242), 매쉬망(243), 원수배출공간(244)을 포함하여 이루어진다. 상기 필터부(240)는 상하 길이방향으로 구비될 수 있다. 상기 원수유입공간(241)으로 유입된 원수는 상기 매쉬망(243)의 외측 둘레로 형성되는 필터링공간(242)으로 이송된다. 상기 필터링공간(242)에 유입된 원수는 상기 매쉬망(243)을 지나면서 불순물이 제거되며, 상기 원수배출공간(244)을 통해 상기 공급관(230)으로 공급한다. 상기 필터부(240)는 상하 길이방향으로 구비될 수 있다. 따라서 상기 매쉬망(243)을 통해 걸러진 불순물은 상기 필터링공간(242) 상에서 자연낙하 하여 필터링공간(242)의 하단부에 침전된다. 침전된 불순물을 배출하기 위해 본 발명의 약품투입부(200)는 다음과 같은 구성을 포함한다. 상기 필터링공간(242)의 하측에는 클리닝관(270)이 연통될 수 있다. 상기 클리닝관(270)의 일단은 상기 필터링공간(242)에 연통되며, 타단은 외부로 노출된다. 상기 클리닝관(270) 상에는 클리닝밸브(280)가 설치되며, 필요시에만 상기 클리닝밸브(280)를 개방하여 불순물이 포함된 원수를 외부로 배출시키게 된다.

상기 제2 배출구(220)에는 와류발생부(400)가 연장 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 와류발생부(400)는 관상으로 이루어진다. 상기 와류발생부(400)의 내주면에는 나선돌기(410)가 돌출 형성될 수 있다. 상기 나선돌기(410)는 상기 와류발생부(400)의 길이 방향을 따라 나선 형태로 돌출 형성될 수 있다. 상기 나선돌기(410)는 도면상에 상기 와류발생부(400)의 내주면 상에 방사형으로 다수 개가 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 당업자의 용도에 따라 적어도 하나 이상 다수 개가 형성될 수 있음은 자명하다. 상기 나선돌기(410)는 상기 와류발생부(400)를 따라 유동하는 약품과 원수를 와류화 하여 혼합 효율을 높이기 위해 형성될 수 있다. 상기 와류발생부(400)가 구비되지 않을 경우 상기 제2 배출구(220) 주위의 약품농도만 높아 질 수 있어 원수저장탱크 내에 약품을 균일 하게 투입하지 못하게 된다.

상기 볼탑밸브부(300)는 상기 바이패스관(150) 상에 설치된다. 상기 볼탑밸브부(300)는 수위에 따라 상기 바이패스관(150)을 밀폐 또는 개방하는 역할을 수행하며, 무동력으로 작동하기 위해 부표를 사용하고, 밀폐 또는 개방이 연속적이 아닌 비연속적으로 일정 수위 이상이 되면 순간적으로 개방되고, 일정 수위 이하가 되면 순간적으로 밀폐되는 구성을 갖는다. 상기와 같은 구성상의 특징을 갖기 위해 볼탑밸브부(300)는 다음과 같이 구성된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 볼탑밸브부(300)는 바디(310), 밸브부(320), 밸브로드(330), 부표부(340), 제1 탄성부재(351), 제2 탄성부재(352), 밸브커버(360), 수평프레임(370) 및 수직프레임(380)을 포함하여 이루어진다.

상기 바디(310)에는 원수가 유입되는 제3 유입구(311), 원수가 토출되는 제3 배출구(312), 상기 제3 유입구(311)와 제3 배출구(312)를 연통시키는 메인오리피스(313)가 형성된다. 상기 제3 유입구(311)는 상기 바이패스관(150)의 일단부에 연통되어 원수를 유입 받고, 상기 제3 배출구(312)는 상기 바이패스관(150)의 타단부에 연통되어 원수를 배출한다. 또한 상기 바디(310)에는 상기 밸브부(320)가 상하 회동 가능하게 내설될 수 있다.

상기 밸브부(320)는 원통형상으로 하단이 상기 메인오리피스(313)를 밀폐할 수 있도록 구성된다. 즉 상기 밸브부(320)가 하방회동 시 메인오리피스(313)는 밀폐되며, 상방회동 시 메인오리피스(313)는 개방된다.

상기 밸브부(320)의 상면에는 밸브로드(330)가 연결된다. 상기 밸브로드(330)는 상하 길이방향으로 위치하며, 상기 밸브부(320)와 상기 부표부(340)를 연결하여 상기 부표부(340)의 상하 회동을 상기 밸브부(320)에 전달하는 역할을 수행한다.

상기 부표부(340)는 일단이 수위에 대응되도록 회동하는 부표(341)에 연결되며, 타단에는 힌지고정부(342)가 형성되어 상기 수평프레임(370)에 힌지 고정된다. 상기 부표부(340)의 일단과 타단 사이에는 상기 밸브로드(330)의 상단이 연결된다. 따라서 수위에 따라 회동하는 부표(341)가 상방으로 회동하면, 상기 밸브로드(330)를 통해 밸브부(320)가 상방으로 회동하게 되고, 상기 부표(341)가 하방으로 회동하면, 상기 밸브로드(330)를 통해 밸브부(320)가 하방으로 회동하게 된다.

상기 바디(110)는 상면에 고정되는 수평프레임(370)과, 상단이 상기 수평프레임(370)에 연결되고 하단이 상기 바이패스관(150)의 일단부상에 연결되는 수직프레임(380)에 의해 지지 고정될 수 있다. 상기 수평프레임(370)의 상면에는 상기 부표부(340)와의 힌지고정을 위한 힌지고정돌기(371)가 형성된다.

이때, 상기 볼탑밸브부(300)는 일정 수위 이상이 되면 순간적으로 개방되고, 일정 수위 이하가 되면 순간적으로 밀폐되기 위해 다음과 같은 특징을 갖는다.

상기 밸브부(320)의 상단에는 상면에서 하방 내측으로 탄성홀(321)이 형성될 수 있다. 상기 탄성홀(321)에는 상기 밸브로드(330)의 하단부가 상하 회동 가능하도록 삽입되며, 상기 밸브로드(330)의 하단에는 탄성고정부(331)가 수평방향 외측으로 돌출 형성된다. 상기 탄성고정부(331)의 하단에는 제1 탄성부재(351)가 내설되며, 상기 탄성고정부(331)의 상단에는 제2 탄성부재(352)가 내설된다. 상기 제1 탄성부재(351) 및 제2 탄성부재(352)는 통상의 압축코일 스프링이 적용될 수 있다. 상기 밸브부(320)의 상면에는 상기 제2 탄성부재(352)의 이탈을 방지하기 위해 밸브커버(360)가 결합된다. 상기와 같은 구성에 의해 밸브로드(330)가 상방으로 이동시에는 상기 제2 탄성부재(352)의 탄성력을 극복하는 하중이 발생할 경우에만 상기 밸브부(320)가 상방으로 회동하며, 상기 밸브로드(330)가 하방으로 이동시에는 상기 제1 탄성부재(351)의 탄성력을 극복하는 하중이 발생할 경우에만 상기 밸브부(320)가 하방으로 회동하게 된다. 상기 밸브부(320)와 상기 바디(310)의 마찰력이 미미할 경우 상기와 같은 구성에 상관없이 상기 밸브로드(330)의 회동에 의해 상기 밸브부(320)가 회동 가능할 수 있다. 그러나 다음과 같은 구성을 통해 상기 밸브부(320)와 상기 바디(310)의 마찰력을 높이고, 순간적 회동이 가능하도록 한다.

상기 밸브부(320)의 외면에는 구름베어링(322)이 구비될 수 있다. 상기 구름베어링(322)은 통상의 구름베어링의 구성이 적용될 수 있으며, 제1 베어링(322a) 및 제2 베어링(322b)으로 구성될 수 있다. 상기 제1 베어링(322a)은 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성될 수 있다. 상기 제2 베어링(322b)은 상기 제1 베어링(322a)의 상방으로 일정거리 이격되어 형성될 수 있으며, 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성될 수 있다.

이때, 상기 바디(310) 상의 상기 밸브부(320)의 회동 공간상에는 함입부(314)가 형성될 수 있다. 상기 함입부(314)는 상기 바디(310)의 내면에 함몰 형성되며, 상기 구름베어링(322)에 대응되도록 형성되어 상기 구름베어링(322)이 안착되도록 구성된다.

상기 함입부(314)는 제1 함입부(314a), 제2 함입부(314b) 및 제3 함입부(314c)로 구성된다. 상기 함입부(314)는 상기 밸브부(320)가 상기 메인오리피스(313)를 밀폐 하였을 때에는 상기 제1 베어링(322a)이 상기 제1 함입부(314a)에 안착되고, 상기 제2 베어링(322b)이 상기 제2 함입부(314b)에 안착되도록 구성된다. 또한, 상기 밸브부(320)가 상기 메인오리피스(313)를 개방 하였을 때에는 상기 제1 베어링(322a)이 상기 제2 함입부(314b)에 안착되고, 상기 제2 베어링(322b)이 상기 제3 함입부(314c)에 안착되도록 구성된다.

즉 상기 제1 함입부(314a)는 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성되며, 상기 제2 함입부(314b)는 상기 제1 함입부(314a)에서 상방으로 일정거리 이격 형성되되, 상기 제1 베어링(322a)과 제2 베어링(322b)의 이격거리만큼 이격 형성된다. 또한, 제3 함입부(314c)는 상기 제2 함입부(314b)에서 상방으로 일정거리 이격 형성되되, 상기 제1 베어링(322a)과 제2 베어링(322b)의 이격거리만큼 이격 형성된다. 상기와 같은 구성에 의해 상기 밸브부(320) 밀폐 시 상기 제1 베어링(322a) 및 제2 베어링(322b)은 상기 제1 함입부(314a) 및 제2 함입부(314b)에 안착된 상태를 유지하려 하게 되며, 상방으로 상기 제2 탄성부재(352)의 탄성력 이상으로 힘이 가해셨을 때 상기 제1 베어링(322a)은 상기 제2 함입부(314b)로 상기 제2 베어링(322b)은 상기 제3 함입부(314c)로 순간적으로 이동하여 밸브부(320)를 순간적으로 상방으로 회동시키게 된다. 상기 제2 탄성부재(352)의 탄성력은 상기 밸브로드(330)가 상방으로 회동할수록 압축력으로 인해 더욱 강해지며, 상기 구름베어링(322)의 상기 함입부(314)에 안착된 상태를 유지하려는 힘보다 커질 경우 상기 제1 베어링(322a)은 상기 제2 함입부(314b)로 상기 제2 베어링(322b)은 상기 제3 함입부(314c)로 순간적으로 이동시키도록 하여 상기 밸브부(320)를 상방으로 순간 회동시킨다. 또한, 하방으로 상기 제1 탄성부재(351)의 탄성력 이상으로 힘이 가해졌을 때 상기 제1 베어링(322a)은 상기 제1 함입부(314a)로 상기 제2 베어링(322b)은 상기 제2 함입부(314b)로 순간적으로 이동하여 밸브부(320)를 순간적으로 하방으로 회동시키게 된다. 상기 제1 탄성부재(351)의 탄성력은 상기 밸브로드(330)가 하방으로 회동할수록 압축력으로 인해 더욱 강해지며, 상기 구름베어링(322)의 상기 함입부(314)에 안착된 상태를 유지하려는 힘보다 커질 경우 상기 제1 베어링(322a)은 상기 제1 함입부(314a)로 상기 제2 베어링(322b)은 상기 제2 함입부(314b)로 순간적으로 이동시키도록 하여 상기 밸브부(320)를 하방으로 순간 회동시킨다.

이때 상기 부표부(340)와 밸브로드(330)는 부표부(340)에 형성되는 슬릿홀(343)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 밸브로드(330)의 상단은 상기 슬릿홀(343)을 따라 상하 일정거리 유격을 가지고 회동 가능하도록 연결된다. 상기 밸브로드(330)의 상단에는 상기 슬릿홀(343)로 부터의 이탈을 방지하기 위해 걸림돌기(332)가 형성될 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해 상기 밸브부(320)가 상방 또는 하방으로 순간 이동 시에도 부표부(340)는 수위에 대응하여 고정 상태를 유지하게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 볼탑밸브부(300)가 개방되는 작동 상태를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 원수저장탱크(100)의 원수 수위가 상승하게 되면, 부표(341)에 의해 부표부(340)가 상승하게 되고, 밸브로드(330)에 하중을 가하여 상기 밸브로드(330)를 상방 회동시킨다. 밸브로드(330)의 상방 회동에 의해 제2 탄성부재(352)에 하중이 가해지고, 상기 제2 탄성부재(352)의 탄성력이 상기 밸브부(320)와 바디(310)의 밀착력을 극복하는 순간 상기 밸브부(320)는 상방으로 순간적으로 이동하여 상기 바이패스관(150)의 유로를 개방하게 된다. 따라서 일정수위 이상에 도달할 경우 바이패스관(150)이 개방되어 원수유입관(130)으로부터 유입되는 원수를 오버플로관(140)으로 유도하게 된다.

도 8은 본 발명의 볼탑밸브부(300)가 밀폐되는 작동 상태를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 원수저장탱크(100)의 원수 수위가 하강하게 되면, 부표(341)의 자중에 의해 부표부(340)가 하강하게 되고, 밸브로드(330)에 하중을 가하여 밸브로드(330)를 하방 회동시킨다. 밸브로드(330)의 하방 회동에 의해 제1 탄성부재(351)에 하중이 가해지고, 상기 제1 탄성부재(351)의 탄성력이 상기 밸브부(320)와 바디(310)의 밀착력을 극복하는 순간 상기 밸브부(320)는 하방으로 순간적으로 이동하여 상기 바이패스관(150)의 유로를 밀폐하게 된다. 따라서 일정수위 이하에 도달할 경우 바이패스관(150)이 밀폐되어 원수유입관(130)으로부터 유입되는 원수를 약품투입부(200)로 유도하게 된다.

상기와 같은 구성에 의해 상기 볼탑밸브부(300)가 밀폐된 상태에서 상기 볼탑밸브부(300)에 의해 지정되는 최대한계수위에 도달하지 않을 경우 원수유입관(130)으로 유입되는 원수는 약품투입부(200)에 일정량 지속적으로 공급되며, 상기 볼탑밸브부(300)가 개방된 상태에서, 상기 볼탑밸브부(300)에 의해 지정되는 최소한계수위에 도달하지 않을 경우 원수유입관(130)으로 유입되는 원수는 오버플로관(160)으로 바이패스 된다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 원수저장탱크 110 : 제1 유입구
120 : 제1 배출구 130 : 원수유입관
140 : 오버플로관 150 : 바이패스관
200 : 약품투입부 210 : 제2 유입구
220 : 제2 배출구 230 : 공급관
240 : 필터부 250 : 약품투입기
260 : 배출관 270 : 클리닝관
280 : 클리닝밸브
300 : 볼탑밸브부 310 : 바디
311 : 제3 유입구 312 : 제3 배출구
313 : 메인오리피스 314 : 함입부
320 : 밸브부 321 : 탄성홀
322 : 구름베어링 330 : 밸브로드
331 : 탄성고정부 340 : 부표부
341 : 부표 351 : 제1 탄성부재
352 : 제2 탄성부재 360 : 밸브커버
400 : 와류발생부 410 : 나선돌기

Claims

제1 유입구(110)와 제1 배출구(120)가 형성되며, 원수가 저장되는 원수저장탱크(100);
일단이 상기 제1 유입구(110)에 연결되며 원수를 유입 받아 타단으로 공급하는 원수유입관(130);
상기 원수유입관(130)의 타단에 연결되는 제2 유입구(210)를 통해 원수를 유입 받아 약품을 투입하고, 상기 원수저장탱크(100) 내부에 노출되는 제2 배출구(220)를 통해 약품이 투입된 원수를 배출하는 약품투입부(200); 및
일단이 상기 원수저장탱크(100) 내부 상측에 노출되고, 타단이 상기 원수저장탱크(100)의 외면을 관통하여 외부에 노출되는 오버플로관(140); 을 포함하는 무동력 약품 투입 시스템에 있어서,
상기 시스템에는,
일단이 상기 원수유입관(130)상에 연결되고, 타단이 상기 오버플로관(140)상에 연결되는 바이패스관(150); 및
상기 바이패스관(150)상에 구비되되, 상기 원수저장탱크(100)의 수위에 따라 상기 바이패스관(150)을 밀폐 또는 개방하는 볼탑밸브부(300);
은 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 볼탑밸브부(300)는,
원수가 유입되는 제3 유입구(311)와, 상기 유입된 원수를 토출하는 제3 배출구(312)와, 상기 제3 유입구(311)와 상기 제3 배출구(312)를 연통시키는 메인오리피스(Main Orifice, 313)가 형성되는 바디(Body, 310);
상하 회동에 의해 상기 메인오리피스(313)를 개방 또는 밀폐하기 위한 밸브부(Valve Part, 320);
하단이 상기 밸브부(320)의 상단에 연결되어 상기 밸브부(320)를 상하 회동시키기 위한 밸브로드(Valve rod, 330); 및
수위에 대응되도록 회동하는 부표(341)와, 일단과 타단 사이에 상기 밸브로드(330)의 상단이 연결되며, 일단이 상기 부표(341)에 연결되고, 타단이 상기 바디(310)에 힌지 고정되는 부표부(340); 를 포함하되,
상기 볼탑밸브부(300)는, 상기 원수저장탱크(100)의 수위 상승 시에는 상기 바이패스관(150)을 개방하고, 수위가 하강 시에는 상기 바이패스관(150)을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 볼탑밸브부(300)에는,
상기 밸브로드(330)의 하측이 끼워져 상하 회동 가능하도록 상기 밸브부(320)의 상면에서 하방 내측으로 형성되는 탄성홀(321);
상기 밸브부(320)의 외면에 구비되는 구름베어링(322);
상기 바디(310) 내면 상에 형성되되, 상기 구름베어링(322)에 대응되도록 상하 길이 방향으로 일정간격을 이루며 형성되는 함입부(314);
상기 밸브로드(330)의 하단부에 형성되는 탄성고정부(331);
상단이 상기 탄성고정부(331)의 하단에 맞닿고, 하단이 상기 탄성홀(321)의 하단 에 맞닿도록 설치되는 제1 탄성부재(351);
상기 밸브로드(330)의 하측에 끼워지며, 하단이 상기 탄성고정부(321)의 상단에 맞닿도록 설치되는 제2 탄성부재(352); 및
상기 제2 탄성부재(352)의 이탈을 방지하기 위해 상기 제2 탄성부재(352)의 상단에 맞닿도록 상기 밸브부(320)의 상면에 설치되는 밸브커버(360);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 구름베어링(322)은, 상기 밸브부(320)의 외면에 형성되되, 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성되며, 상기 함입부(314)는 상기 구름베어링(322)에 대응되도록 수평방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성되되, 상하 길이 방향으로 일정간격을 이루며 형성되는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 시스템은,
제2 유입구(220) 상에 구비되어 유입되는 원수의 이물질을 필터링하기 위한 필터부(230)를 포함하여 이루어지며,
상기 필터부(230)는 필터링 된 이물질이 자중에 의해 하단부에 침전되도록 상하 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 시스템은 상기 필터링 된 이물질을 배출하도록,
일단이 상기 필터부(230)에 연결되고, 타단이 외부로 노출되도록 구성되는 클리닝관(270)과, 상기 클리닝관(270)을 밀폐 또는 개방하도록 상기 클리닝관(270) 상에 설치되는 클리닝밸브(280)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 제2 배출구(220)에는,
배출되는 원수와 약품의 혼합을 위한 와류발생부(400)가 연장 형성되며,
상기 와류발생부(400)에는 내주면에 적어도 하나 이상, 길이 방향을 따라, 나선형으로 돌출 되는 나선돌기(410)가 형성되는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 투입 시스템.