KR101515888B1

KR101515888B1 - 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법

Info

Publication number: KR101515888B1
Application number: KR1020140074877A
Authority: KR
Inventors: 조재현; 박재민
Original assignee: 주식회사 에스티홀딩스
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2015-05-06

Abstract

상수압 및 에어를 이용하여 오염된 급수배관을 세척하기 위한 초음파 미세버블을 배관 세척장방법에 관한 것이다.
본 발명은 배관내의 불순물을 상수의 수압에 의한 1차 제거, 고압의 에어에 의한 2차 제거, 버블에 의한 3차 제거 및 초음파에 의한 4차 제거를 순차적으로 반복함으로써 녹, 스케일 및 슬라임과 같은 불순물을 효과적으로 제거할 수 있게 한다.

Description

초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법{Pipe cleaning method}

본 발명은 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 상수압 및 에어를 이용하여 오염된 급수배관을 세척하기 위한 초음파 미세버블을 배관 세척방법에 관한 것이다.

수도관이나 가스관 동의 파이프 라인의 경우 일반적으로 금속재질로 제작되고, 일정기간 사용하게 되면 산화작용이 시작되어 그 내주면에 스케일 등의 이물질이 축적된다. 이러한 스케일 등의 이물질은 내주면으로부터 돌출되도록 형성되므로 배관의 내경이 작아지는 효과를 발생시켜 배관의 내부를 흐르는 유체의 효율적인 유동이 어려워지는 문제점이 생긴다. ㄸ또한, 녹물이 발생하는 등 유체의 질이 저하되는 문제점도 발생하는데, 배관이 상수도관인 경우 녹물 등의 이물질이 상수에 포함되는 경우 상수 사용자의 건강에 치명적인 위험을 발생시킬 수도 있다.

종래에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 배관을 교체하였으나, 배관을 교체하기 위한 공사기간에는 유체의 공급을 제한해야 하는데, 배관 교체를 위해서는 굴착공사를 행해야 하므로 공기가 길어 유체의 공급을 제한하는 기간 역시 매우 길어 사용자들의 큰 불편을 초래하는 문제점이 있었다. 또한, 배관을 교체하는 경우 배관비용과 함께 굴착공사를 위한 공사비까지 소요되므로 경제적으로도 상당히 큰 손실이 발생하였다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 배관을 교체하는 것이 아니라, 워터젯을 이용하여 배관 내부의 스케일 등의 이물질을 제거하는 공법이 제시되었으며, 현재 많이 사용되고 있다.

한국특허등록 제0780326호에 개시된 기술은 워터젯을 이용한 세척과 마모제를 이용한 조면형성을 함과 아울러 세척수와 마모제를 제거하는 공정을 한꺼번에 행할 수 있는 배관 세척 장치이나, 이 장치는 별도의 고압수 생성을 위한 유닛이 요구되므로 장치의 본체가 복잡해지고 부피가 커지는 문제점이 있으며 또한 마모제를 이용함으로써 마모제 처리를 위한 장치가 요구되는 문제점이 있다.

한국특허등록 제0780326호

본 발명은 배관 내부에 증착된 스케일, 슬라임 등 각종 오염물질과 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있는 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 고압의 상수압을 이용함으로써 장치를 간단히한 초음파 미세버블을 이용한 배관세척 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 일단이 상수(上水)가 공급되는 수압공급관과 연결되고 타단이 수압공급관의 수압으로 세척하기 위한 배관과 연결되는 연결관과; 상기 상수를 공급 또는 차단시키도록 상기 연결관에 마련되는 개폐밸브와; 상기 연결관에 마련되며 공급되는 상수에 공기방울을 생성시키는 제1버블발생기와; 상기 연결관에 마련되며 상기 제1버블발생기의 공기방울보다 상대적으로 작은 공기방울을 생성시키는 제2버블발생기와; 상기 연결관에 에어컴프레서로부터 에어를 공급하는 제1에어공급관과; 상기 제1에어공급관에 공급되는 에어를 단속시키는 단속밸브와; 상기 제1에어공급관으로부터 분기되어 상기 제1버블발생기에 에어를 공급하는 제2에어공급관과; 상기 제1에어공급관으로부터 분기되어 상기 제2버블발생기에 에어를 공급하는 제3에어공급관과; 상기 연결관에 마련되며 초음파를 발생시키는 초음파발생기와; 상기 상수개폐밸브, 제1,2버블발생기 및 초음파발생기의 동작을 제어하는 콘트롤러;를 구비하는 배관 세척장치를 이용한 배관 세척방법에 있어서,

삭제

a) 상기 개폐밸브를 개방하여 상수를 상기 배관에 시간(T1) 동안 공급하는 단계와,

b) 상기 개폐밸브를 차단하고 제1에어공급관을 통하여 에어를 시간(T1~T4) 동안 공급하는 단계와,

c) 상기 에어가 공급되는 시간(T2~T3)동안 상기 개폐밸브를 개방하여 상수를 공급하고, 상기 제1버블발생기를 작동하여 버블을 발생시키는 단계와,

d) 상기 에어가 공급되는 시간(T3~T4)동안 상수를 계속 공급하고, 상기 제1버블발생기의 작동을 중지시키고 상기 제2버블발생기를 작동시켜 미세버블을 발생시키는 단계와,

e) 상기 에어의 공급을 차단하고, 상기 상수를 시간(T4~T5)동안 공급시키면서 상기 초음파 발생기를 작동시켜 초음파를 발생시키는 단계를 구비하고,

상기 a)단계에서 e)단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 방법에 있어서, 상기 제1에어공급관에 에어를 단속하는 에어단속밸브를 구비하고, 상기 c)단계에서 상기 제1에어공급관을 통하여 에어를 시간(T2~T3) 동안에 상기 에어단속밸브를 작동시켜서 공기방울을 형성시키는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 방법에 있어서, 상기 배관의 단부에 상수의 토출량을 제어하는 조절밸브를 구비하고, 상기 에어단속밸브를 단속시키는 동안 상기 조절밸브를 조절하여 배관의 출구를 절반으로 차단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 방법에 있어서, 상기 연결관에 열풍을 공급하는 블로워를 구비하고, 상기 a)단계 이후에 상기 블로워를 작동하여 상기 배관에 열풍을 공급하여 배관의 내벽을 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명은 상수압을 이용하여 배관을 세척함으로써 세척장치를 구성을 간단히 하고 휴대를 간편하게 한다.

둘째, 본 발명은 배관내의 불순물을 상수의 수압에 의한 1차 제거, 고압의 에어에 의한 2차 제거, 버블에 의한 3차 제거 및 초음파에 의한 4차 제거를 순차적으로 반복함으로써 녹, 스케일 및 슬라임과 같은 불순물을 효과적으로 제거할 수 있게 한다.

세째, 본 발명은 세척하고자 하는 배관(20)의 단부에 마련된 조절밸브(21)를 조절하여 배관(20) 단부의 개방량을 줄이게 되면 제1,2버블발생기(112)(113)로부터 발생되는 버블들이 배관(20) 내에 잔류하는 시간을 증대시킬 수 있어서, 발생된 버블들이 배관(20) 내에서 반복적으로 버블링 및 폭기되어 불순물들이 배관(20) 내벽으로부터 신속하고 용이하게 분리될 수 있도록 하여 세척효율을 높인다.

네째, 본 발명은 블로워(140)의 열풍 공급에 의해서 배관(20) 내벽을 건조시킴으로써 배관(20) 내벽에 매달려 있는 불순물들이 제1에어공급관(121)으로부터 고압의 에어를 공급할때 탈락이 용이하여 세척효율을 높인다.

도 1은 본 발명 세척장치를 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명 장치의 상수, 에어, 버블 및 초음파 발생주기를 나타낸 도면.

본 발명은 상수압 및 초음파 미세버블을 이용하여 오염된 배관을 세척하기 위한 배관 세척장치 및 방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 수압을 제공하기 위한 별도의 펌프가 필요하지 않으며, 배관 내벽에 형성된 녹, 스케일 및 슬라임 등의 불순물을 수압, 버블, 초음파를 교번적으로 작용하게 하여 효율적으로 제거할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명 세척장치를 나타낸 개념도이고, 도 2에서 Tw는 상수의 공급주기, Ta는 에어공급주기, Tb1는 제1버블발생기의 작동주기, Tb2는 제2버블발생기의 작동주기, Ts는 초음파발생기의 작동주기를 나타낸다.

본 발명 실시예의 배관 세척장치(100)를 나타낸 도 1 및 도 2를 참조하면, 이는 일단이 상수(上水)가 공급되는 수압공급관(10)과 연결되고 타단이 세척하고자 하는 배관(20)과 연결되는 연결관(110)과, 상수를 공급 또는 차단시키도록 상기 연결관(110)에 마련되는 개폐밸브(111)와, 연결관(110)에 마련되며 공급되는 상수에 공기방울을 생성시키는 제1버블발생기(112)와, 연결관(110)에 마련되며 상기 제1버블발생기(112)의 공기방울보다 상대적으로 작은 공기방울을 생성시키는 제2버블발생기(113)와, 연결관(110)에 연결되며 에어컴프레서(120)로부터 에어를 공급하는 제1에어공급관(121)과, 상기 제1에어공급관(121)에 공급되는 에어를 단속시키는 단속밸브(124)와, 상기 제1에어공급관(121)으로부터 분기되어 상기 제1버블발생기(112)에 에어를 공급하는 제2에어공급관(122)과, 상기 제1에어공급관(121)으로부터 분기되어 상기 제2버블발생기(113)에 에어를 공급하는 제3에어공급관(123)과, 상기 연결관(110)에 마련되며 초음파를 발생시키는 초음파발생기(114)와, 상기 상수개폐밸브(111), 제1,2버블발생기(112)(113) 및 초음파발생기(114)의 동작을 제어하는 콘트롤러(130);를 구비한다.

상기와 같은 세척장치는 상기 에어컴프레서(120)를 제외하고는 박스내에 설치되어서 휴대하기 간편하다.

본 발명 세척장치는 상기 연결관(110)에 수압공급관(10)의 수압을 상승시키는 가압펌프(150)가 구비되어서, 수압공급관(10)의 수압이 약할 경우 고압으로 상수를 공급시켜서 배관(20) 내벽의 녹, 스케일 및 슬라임 등의 불순물을 1차적으로 제거할 수 있게 한다.

또한, 배관(20)의 단부에는 개폐량을 조절하는 조절밸브(21)가 구비되어 있다. 이는 배관(20) 단부의 개방량을 줄이게 되면 상기 제1,2버블발생기(112)(113)로부터 발생되는 버블들이 배관(20) 내에 잔류하는 시간을 증대시킬 수 있도록 한다. 이 경우 발생된 버블들이 배관(20) 내에서 반복적으로 폭기되어 불순물들이 배관(20) 내벽으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 한다.

또한, 상기 연결관(110)에는 열풍을 공급하는 블로워(140)가 구비되어 있다. 이는 배관(20)으로의 상수공급을 차단시킨 상태에서 열풍을 공급하여 배관(20) 내벽을 건조시킬 수 있도록 한다. 이 경우 배관(20) 내벽에 매달려 있는 상기 불순물들이 상기 제1에어공급관(121)으로부터 고압의 에어를 공급할때 탈락이 용이하도록 한다.

상기와 같은 구성의 세척장치의 바람직한 세척방법을 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 상기 개폐밸브(111) 및 조절밸브(21)를 개방하여 상수를 배관(20)에 시간(T1) 동안 공급하여 1차적으로 배관(20)내의 불순물을 제거한다.

상수 분사에 의한 세척은 배관(20)내에 고압의 상수를 분사하여 연성스케일을 제거하는 방법으로서 100∼1500kg/㎠의 고압수를 고속으로 분사하므로써 상수가 갖는 운동에너지가 충격력으로 작용하여 배관(20)내에 부착된 스케일을 제거한다.

이때 고압수의 발생은 상기 가압펌프(150)를 가동하여 수행할 수 있다.

이어서 개폐밸브(111)를 차단하고 제1에어공급관(121)을 통하여 에어를 시간(T1~T4) 동안 공급하여 에어압력으로 배관(20) 내벽의 상기 불순물을 탈락시켜 제거한다.

또한, 블로워(140)를 통하여 열풍을 배관(20)에 공급하여 배관(20) 내벽을 건조시킴으로써 내벽에 매달려진 불순물들이 건조수축되어 균열이 되도록 한 후, 제1에어공급관(121)을 통하여 에어를 고압으로 공급하여 불순물들이 수월하게 탈락되도록 한다.

상기와 같이 제1에어공급관(121)을 통한 에어에 의해 불순물이 2차적으로 제거되도록 한 후, 상기 에어가 공급되는 시간(T2~T3)동안에는 상기 개폐밸브(111)를 개방하여 상수를 공급하고 상기 제1버블발생기(112)를 작동하여 버블을 발생시킨다.

이어서, 상기 에어가 공급되는 시간(T3~T4)동안에는 상수를 계속 공급하고, 상기 제1버블발생기(112)의 작동을 중지시키고 상기 제2버블발생기(113)를 작동시켜 미세버블을 발생시킨다.

또한, 제1에어공급관(121)을 통해 에어를 시간(T2~T3)동안 공급할때에는 에어단속밸브(124)를 가동하여 배관(16)내에 에어를 단속적으로 공급함으로써 공기방울에 의한 충격파를 발생하게 하여 불순물을 탈락시킨다.

이때, 조절밸브(21)를 조절하여 배관(20) 단부의 개방량을 줄이게 되면 상기 제1,2버블발생기(112)(113)로부터 발생되는 버블들이 배관(20) 내에 잔류하는 시간을 증대시킬 수 있도록 한다. 이 경우 발생된 버블들이 배관(20) 내에서 반복적으로 폭기되어 불순물들이 배관(20) 내벽으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 한다.

상기 제1,2버블발생기(112)(113)를 통하여 발생된 버블 및 미세버블은 그 주위의 높은 압력으로 파괴가 일어나 그 파괴력으로 불순물을 탈락시킨다. 특히 제2버블발생기(113)를 통한 미세버블은 불순물들의 작은 틈새에 진입되어 파괴됨으로써 불순물들의 제거율을 높인다.

이어서 상기 에어의 공급을 차단하고, 상수를 시간(T4~T5)동안 공급시키면서 상기 초음파 발생기(114)를 작동시켜 초음파를 발생시킨다.

초음파를 배관(20)내에 발사하여 배관(20)내의 물에 미세한 진동을 연속적으로 가함으로써 불순물의 탈락을 유도한다.

본 발명의 세척방법은 상기와 같은 단계를 3~4회 반복적으로 실시한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 상수압을 이용하여 배관을 세척함으로써 세척장치를 구성을 간단히 하고 휴대를 간편하게 한다.

또한, 본 발명은 배관내의 불순물을 상수의 수압에 의한 1차 제거, 고압의 에어에 의한 2차 제거, 버블에 의한 3차 제거 및 초음파에 의한 4차 제거를 순차적으로 반복함으로써 녹, 스케일 및 슬라임과 같은 불순물을 효과적으로 제거할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 세척하고자 하는 배관(20)의 단부에 마련된 조절밸브(21)를 조절하여 배관(20) 단부의 개방량을 줄이게 되면 제1,2버블발생기(112)(113)로부터 발생되는 버블들이 배관(20) 내에 잔류하는 시간을 증대시킬 수 있어서, 발생된 버블들이 배관(20) 내에서 반복적으로 버블링 및 폭기되어 불순물들이 배관(20) 내벽으로부터 신속하고 용이하게 분리될 수 있도록 하여 세척효율을 높인다.

또한, 본 발명은 블로워(140)의 열풍 공급에 의해서 배관(20) 내벽을 건조시킴으로써 배관(20) 내벽에 매달려 있는 불순물들이 제1에어공급관(121)으로부터 고압의 에어를 공급할때 탈락이 용이하여 세척효율을 높인다.

10...수압공급관 20...배관
100...세척장치 110...연결관
120...컴프레서 130...콘트롤러
140...열풍블로워 150...가압펌프

Claims

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일단이 상수(上水)가 공급되는 수압공급관(10)과 연결되고 타단이 수압공급관의 수압으로 세척하고자 하는 배관(20)과 연결되는 연결관(110)과; 상기 상수를 공급 또는 차단시키도록 상기 연결관(110)에 마련되는 개폐밸브(111)와; 상기 연결관(110)에 마련되며 공급되는 상수에 공기방울을 생성시키는 제1버블발생기(112)와; 상기 연결관(110)에 마련되며 상기 제1버블발생기(112)의 공기방울보다 상대적으로 작은 공기방울을 생성시키는 제2버블발생기(113)와; 상기 연결관(110)에 연결되며 에어컴프레서(120)로부터 에어를 공급하는 제1에어공급관(121)과; 상기 제1에어공급관(121)에 공급되는 에어를 단속시키는 단속밸브(124)와; 상기 제1에어공급관(121)으로부터 분기되어 상기 제1버블발생기(112)에 에어를 공급하는 제2에어공급관(122)과; 상기 제1에어공급관(121)으로부터 분기되어 상기 제2버블발생기(113)에 에어를 공급하는 제3에어공급관(123)과; 상기 연결관(110)에 마련되며 초음파를 발생시키는 초음파발생기(114)와; 상기 개폐밸브(111), 제1,2버블발생기(112)(113) 및 초음파발생기(114)의 동작을 제어하는 콘트롤러(130);를 구비하는 배관 세척장치를 이용한 배관 세척방법에 있어서,
a) 상기 개폐밸브(111)를 개방하여 상수를 상기 배관(20)에 시간(T1) 동안 공급하는 단계와,
b) 상기 개폐밸브(111)를 차단하고 제1에어공급관(121)을 통하여 에어를 시간(T1~T4) 동안 공급하는 단계와,
c) 상기 에어가 공급되는 시간(T2~T3)동안 상기 개폐밸브(111)를 개방하여 상수를 공급하고, 상기 제1버블발생기(112)를 작동하여 버블을 발생시키는 단계와,
d) 상기 에어가 공급되는 시간(T3~T4)동안 상수를 계속 공급하고, 상기 제1버블발생기(112)의 작동을 중지시키고 상기 제2버블발생기(113)를 작동시켜 미세버블을 발생시키는 단계와,
e) 상기 에어의 공급을 차단하고, 상기 상수를 시간(T4~T5)동안 공급시키면서 상기 초음파 발생기(114)를 작동시켜 초음파를 발생시키는 단계를 구비하고,
상기 a)단계에서 e)단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제1에어공급관(121)에 에어를 단속하는 에어단속밸브(124)를 구비하고,
상기 c)단계에서 상기 제1에어공급관(121)을 통하여 에어를 시간(T2~T3) 동안에 상기 에어단속밸브(124)를 작동시켜서 공기방울을 형성시키는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법.
제 6 항에 있어서, 상기 배관(20)의 단부에 상수의 토출량을 제어하는 조절밸브(21)를 구비하고,
상기 에어단속밸브(124)를 단속시키는 동안 상기 조절밸브(21)를 조절하여 배관(20)의 출구를 절반으로 차단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 연결관(110)에 열풍을 공급하는 블로워(140)를구비하고,
상기 a)단계 이후에 상기 블로워(140)를 작동하여 상기 배관(20)에 열풍을 공급하여 배관(20)의 내벽을 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 미세버블을 이용한 배관 세척방법.