KR101674459B1

KR101674459B1 - 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치

Info

Publication number: KR101674459B1
Application number: KR1020160051632A
Authority: KR
Inventors: 박재은; 이용길
Original assignee: 박재은; 이용길
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-11-09

Abstract

본 발명에서는 기존의 고압수 분출형 이물질제거장치의 경우에, 동력이 약해 하수 오수의 이물질에 따른 300bar 이상의 고압수 생성이 어려운 문제점과, 회전축에 결합된 분사노즐이 회전하면서 이물질을 제거하는 장치의 경우에, 이물질을 기준으로 회전만 될 뿐, 이물질을 집중해서 분사시킬 수가 없어, 이물질제거효율이 떨어지는 문제점과, 기존의 고압수 분출형 이물질제거장치의 경우에, 카트구조로 형성되어, 작업자가 일일이 손으로 밀어서, 이동해야하므로, 이동속도가 느리고, 이동 중 장애물에 걸려 넘어져서 기기가 파손되어 오작동을 일으키는 문제점을 개선하고자, 차량본체(100), 펌프용동력전달부(200), 고압물펌프(300), 냉수형성부(400), 온수형성부(500), 터뷸런스 분사노즐부(600), 스마트 제어부(700)로 구성됨으로서, 작업하고자하는 하수 오수쪽으로 차량으로 이동하면서 정위치시킬 수 있어, 기기를 안전하게 보호하면서, 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 신속하게 이동할 수 있고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 150bar, 200bar, 250bar, 300bar 중 어느 하나가 선택된 유체압력을 하수 오수관의 이물질쪽으로 분사시킬 수 있어, 하수 오수관의 이물질에 따른 맞춤형 압력을 제공할 수 있으며, 무엇보다 1차로 온수로 터뷸런스 고속분사시킨 후, 2차로 냉수로 터뷸런스 고속분사시켜, 하수 오수관에 포함된 이물질 및 하수 오수관 내벽에 달라붙어 떼내기가 힘든 이물질을 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 하수 오수관 내벽에 쌓인 이물질제거율을 기존에 비해 90%이상 향상시킬 수 있는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치{THE APPARATUS OF DRAINAGE CONDUIT CLEANING FOR USING TEMPERATURE DIFFERENCE AND TURBULENCE SPRAY}

본 발명에서는 차량을 타고, 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 이동하거나 정위치되면서, 1차로 온수로 터뷸런스 고속분사시킨 후, 2차로 냉수로 터뷸런스 고속분사시켜, 하수 오수관에 포함된 이물질 및 하수 오수관 내벽에 달라붙어 떼내기가 힘든 이물질을 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 효율적으로 파쇄, 제거할 수 있는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수 오수관용에 사용되는 관은 주철관 PVC관 및 강관으로서 지하에 매립되어 정화조 또는 물재생센터 각 가정으로 연결되어 물을 공급하는데 주로 사용된다.

이러한 주철관 및 강관은 장기간 사용하게 되면 관 내부가 부식되어 녹이 발생하고, 이물질이 관 내부에 퇴적되어 수질이 오염되고 물의 흐름을 방해하여 점점 통수량이 적어지게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 분사노즐에서 고압수를 분출하여 이물질(스케일, 노폐물, 찌꺼기)을 세척하는 방법을 주로 사용되고 있다.

하지만, 고압수만을 이용하여 이물질을 세척하는 방법의 경우 분사노즐이 하수 오수관의 내부를 수평상태를 유지하면서 분사노즐에서 분출되는 고압수를 이용하여 이물질을 제거하는데, 분사노즐에서 분출되는 고압수의 경우, 동력이 약해 하수 오수관의 이물질에 따른 300bar 이상의 고압수 생성이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 최근에는 회전축에 결합된 분사노즐이 회전하면서 이물질을 제거하는 장치를 사용하고 있지만, 이물질을 기준으로 회전만될 뿐, 이물질을 집중해서 분사시킬 수가 없어, 이물질제거효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고, 기존의 고압수 분출형 이물질제거장치의 경우에, 이동식카트구조로 형성되어, 작업자가 일일이 손으로 밀어서, 이동해야하므로, 이동속도가 느리고, 이동 중 장애물에 걸려 넘어져서 기기가 파손되어 오작동을 일으키는 문제점이 있었다.

국내등록특허공보 제10-0790528호

상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 작업하고자하는 하수 오수관쪽으로 차량으로 이동하면서 정위치시킬 수 있고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 150bar, 200bar, 250bar, 300bar 중 어느 하나가 선택된 유체압력을 하수 오수관의 이물질쪽으로 분사시킬 수 있으며, 1차로 온수로 터뷸런스 고속분사시킨 후, 2차로 냉수로 터뷸런스 고속분사시켜, 하수 오수관에 달라붙어 떼내기가 힘든 이물질을 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 하수 오수관 내벽에 쌓인 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치는

차량을 타고, 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 이동하거나 정위치되면서, 1차로 온수로 터뷸런스 고속분사시킨 후, 2차로 냉수로 터뷸런스 고속분사시켜, 하수 오수관의 이물질을 파쇄, 제거시키도록 구성됨으로서 달성된다.

보다 구체적으로, 상기 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치는

하수 오수관 일측에 이동하거나 정위치되면서, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 차량본체(100)와,

차량본체의 하단 일측에 위치되어, 차량의 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 고압물펌프쪽으로 동력을 전달시키는 펌프용동력전달부(200)와,

펌프용동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되면서 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 이송하기 위한 압력을 생성시키는 고압물펌프(300)와,

차량본체의 내부공간 일측에 위치되어, 물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제1 열전소자로부터 생성되는 냉기를 전달받아 3~10℃의 냉수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시키는 냉수형성부(400)와,

차량본체의 내부공간 타측에 위치되어, 물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제2 열전소자로부터 생성되는 온기를 전달받아 30~60℃의 온수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시키는 온수형성부(500)와,

차량본체의 내부공간 후단 일측에 위치되어, 고압물펌프를 통해 150bar~300bar의 압력이 생성된 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 공급받아, 터뷸런스(와류)의 전협후광 구조로 하수 오수관 내벽방향쪽으로 고속분사시키는 터뷸런스 분사노즐부(600)와,

상기 펌프용동력전달부, 고압물펌프, 냉수형성부, 온수형성부, 터뷸런스 분사노즐부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 순차적으로 제어하면서, 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 하수 오수관 내벽에 쌓인 이물질을 제거시키도록 제어하는 스마트 제어부(700)로 구성됨으로서 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는

첫째, 작업하고자하는 하수 오수관쪽으로 차량으로 이동하면서 정위치시킬 수 있어, 기기를 안전하게 보호하면서, 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 신속하게 이동할 수 있고, 이로 인해 빠른시간에 세척작업을 수행하여 작업시간의 단축으로 인한 인건비 및 세척작업에 소요되는 시공비용을 절감할 수 있다.

둘째, 스마트제어부의 제어신호에 따라 150bar, 200bar, 250bar, 300bar 중 어느 하나가 선택된 유체압력을 하수 오수관의 이물질쪽으로 분사시킬 수 있어, 하수 오수관의 이물질에 따른 맞춤형 압력을 제공할 수 있어, 호환성이 우수하고, 사용범위를 하수 오수관 뿐만 아니라, 산업용 파이프까지 응용시킬 수가 있다.

셋째, 1차로 온수로 터뷸런스 고속분사시킨 후, 2차로 냉수로 터뷸런스 고속분사시켜, 하수 오수관에 달라붙어 떼내기가 힘든 이물질을 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 하수 오수관 내벽에 쌓인 이물질제거율을 기존에 비해 90%이상 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 펌프용동력전달부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 펌프용동력전달부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 고압물펌프의 외형모습을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 냉수형성부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 온수형성부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 터뷸런스 분사노즐부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 터뷸런스 생성부가 분사노즐몸체의 내부공간에 형성되어, 고압물펌프로부터 공급된 온수압력 또는 냉수압력을 기반으로 내부공간에 터뷸런스 유속을 생성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 고압물펌프에서 펌프용동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되면서 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 이송하기 위한 압력을 생성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 차량본체를 타고 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 이동하여 정위치시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 터뷸런스 분사노즐부를 작업하고자 하는 하수 오수관 내부에 위치시킨 후, 스마트 제어부의 제어하에, 고압물펌프를 통해 150bar~300bar의 압력이 생성된 하수 오수관 세척용 고압의 온수를 공급받아, 터뷸런스(와류)의 전협후광 구조로 하수 오수관 내벽방향쪽으로 온수를 고속분사시키는 것을 도시한 일실시예도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 차량본체(100), 펌프용동력전달부(200), 고압물펌프(300), 냉수형성부(400), 온수형성부(500), 터뷸런스 분사노즐부(600), 스마트 제어부(700)로 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 차량본체(100)에 관해 설명한다.

상기 차량본체(100)는 하수 오수관 일측에 이동하거나 정위치되면서, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.

이는 바닥면 하단 일측에 펌프용동력전달부가 형성되고, 펌프용동력전달부의 상단쪽 차량본체의 내부공간 일측에 고압물펌프가 형성되고, 고압물펌프 후단 일측에 냉수형성부와 온수형성부가 각각 형성되며, 차량본체의 후단 일측에 드럼형 물공급파이프와 드럼형물배출파이프, 그리고, 드럼형물배출파이프 끝단 일측에 터뷸런스 분사노즐부가 각각 형성된다.

그리고, 고압물펌프와 냉수형성부 사이, 고압물펌프와 온수형성부 사이에 제1 물공급파이프가 각각 연결되어 형성되고, 냉수형성부와 온수형성부 일측에 드럼형물배출파이프와 연결되는 제2 물공급파이프가 각각 연결되어 형성된다.

상기 드럼형물공급파이프는 100m~500m의 제2 물공급파이프를 회전드럼에 감고 있다가, 물공급이 필요한 수원지 또는 물저장탱크로 제2 물공급파이프를 끌어다가 물공급받는 역할을 한다.

상기 드럼형물배출파이프는 100m~500m의 물배출파이프를 회전드럼에 감고 있다가, 이물질 제거작업이 필요한 하수 오수관으로 물배출파이프를 끌어다가 터뷸런스 분사노즐부를 정위치시키는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량본체는 일측에 압력조절용 키입력버튼(110)이 포함되어 구성된다.

상기 압력조절용 키입력버튼은 작업자가 고압물펌프를 통해 생성시키고자 하는 압력(150bar~300bar)을 키입력을 통해 선택시키는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 펌프용동력전달부(200)에 관해 설명한다.

상기 펌프용동력전달부(200)는 차량본체의 하단 일측에 위치되어, 차량의 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 고압물펌프쪽으로 동력을 전달시키는 역할을 한다.

이는 도 2에 도시한 바와 같이, 유니버셜 조인트(210), 벨트이음롤러(220), 동력전달벨트(230), 미미부(240)로 구성된다.

상기 유니버셜 조인트(210)는 도 3에 도시한 바와 같이, 차량의 동력전달장치 출력부와 연결되어, 차량의 동력전달장치에서 생성된 동력을 전달받아, 벨트이음롤러를 회전시키는 역할을 한다.

상기 벨트이음롤러(220)는 유니버셜조인트로부터 동력을 전달받아 생성되는 회전력을 동력전달벨트로 전달시키는 역할을 한다.

상기 동력전달벨트(230)는 벨트이음롤러와, 고압물펌프구동롤러 사이를 연결시켜, 벨트이음롤러에서 생성된 회전력을 고압물펌프구동롤러로 전달시키는 역할을 한다.

상기 미미부(240)는 도 3에 도시한 바와 같이, 유니버셜 조인트와 벨트이음롤러를 차량본체의 바닥면 일측에서 수직방향으로 지지하면서, 외압의 충격을 흡수완충시켜 유니버셜 조인트와 벨트이음롤러의 위치가 뒤틀리지 않도록 지지해주는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 고압물펌프(300)에 관해 설명한다.

상기 고압물펌프(300)는 펌프용동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되면서 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 이송하기 위한 압력을 생성시키는 역할을 한다.

이는 도 4에 도시한 바와 같이, 베르톨리니펌프로 이루어지고, 냉수형성부 또는 온수형성부와 연결되는 흡입구가 일측에 형성되고, 터뷸런스 분사노즐부와 연결되는 배출구가 흡입구의 90도 방향에 형성되며, 흡입구와 배출구 사이의 내부공간에 형성된 깃(vane)을 가진 임펠러(impeller)의 회전에 의해 흡입구로부터 유입된 온수 또는 냉수에 운동에너지를 부여하고, 다시 와류실(spiral casing)의 구조에 의해 150bar~300bar의 압력에너지로 변환시켜 배출구쪽으로 배출시키도록 구성된다.

상기 고압물펌프는 일측에 고압압력센서(310)가 포함되어 구성된다.

여기서, 고압압력센서(310)는 고압물펌프에서 생성된 150bar~300bar의 압력을 센싱시키는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 냉수형성부(400)에 관해 설명한다.

상기 냉수형성부(400)는 차량본체의 내부공간 일측에 위치되어, 물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제1 열전소자로부터 생성되는 냉기를 전달받아 3~10℃의 냉수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시키는 역할을 한다.

이는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 알루미늄 플레이트(410), 제1 열전소자(420), 제1 방열판(430), 제1 팬(440), 제1 전원부(450)로 구성된다.

상기 제1 알루미늄 플레이트(410)는 물저장탱크의 바닥부위에 위치되어, 제1 열전소자를 통해 전도된 냉기를 물저장탱크의 바닥부위로 전도시키는 역할을 한다.

이는 도 5에 도시한 바와 같이, 물저장탱크 내부의 바닥부위에 사각 또는 원형으로 돌출 형성됨으로서, 물저장탱크 내부에 저장된 물을 전도를 통해 3~10℃의 냉수로 변환시키도록 구성된다.

상기 제1 열전소자(420)는 제1 알루미늄 플레이트 하단에 위치되고, 스마트제어부의 제어하에 구동되어 전류가 흐르는 방향에 따라 한쪽 면에는 흡열을 일으키고, 반대쪽 면에서 발열을 일으키는 펠티에 효과를 발생시키는 역할을 한다.

상기 제1 방열판(430)은 제1 열전소자 하단에 위치되어, 발열된 열을 방열핀을 통해 외부로 내보내는 역할을 한다.

상기 제1 팬(440)은 제1 방열판 하단에 위치되어, 제1 방열판으로 전도된 열을 공냉식으로 열을 식혀주는 역할을 한다.

이는 스마트제어부과 연결되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동된다.

상기 제1 전원부(450)는 제1 열전소자와 제1 팬에 전원을 공급시키는 역할을 한다.

이는 차량본체의 전원을 공급받는다.

그리고, 12V의 차량전원을 5V로 낮추기 위해, DC-DC컨버터와 5V 전압레귤레이터가 포함되어 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 냉수형성부(400)는 내부공간 일측에 물의 양을 센싱시키는 제1 수위센서(460)와, 물의 온도를 센싱시키는 제1 온도센서(470)가 포함되어 구성된다.

다음으로, 본 발명에 따른 온수형성부(500)에 관해 설명한다.

상기 온수형성부(500)는 차량본체의 내부공간 타측에 위치되어, 물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제2 열전소자로부터 생성되는 온기를 전달받아 30~60℃의 온수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시키는 역할을 한다.

이는 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 알루미늄 플레이트(510), 제2 열전소자(520), 제2 방열판(530), 제2 팬(540), 제2 전원부(550)로 구성된다.

상기 제2 알루미늄 플레이트(510)는 물저장탱크의 바닥부위에 위치되어, 제2 열전소자를 통해 전도된 온기를 물저장탱크의 바닥부위로 전도시키는 역할을 한다.

이는 도 6에 도시한 바와 같이, 물저장탱크 내부의 바닥부위에 사각 또는 원형으로 돌출 형성됨으로서, 물저장탱크 내부에 저장된 물을 전도를 통해 30~60℃의 온수로 변환시키도록 구성된다.

상기 제2 열전소자(520)는 제2 알루미늄 플레이트 하단에 위치되고, 스마트제어부의 제어하에 구동되어 전류가 흐르는 방향에 따라 한쪽 면에는 흡열을 일으키고, 반대쪽 면에서 발열을 일으키는 펠티에 효과를 발생시키는 역할을 한다.

상기 제2 방열판(530)은 제2 열전소자 하단에 위치되어, 발열된 열을 방열핀을 통해 외부로 내보내는 역할을 한다.

상기 제2 팬(540)은 제2 방열판 하단에 위치되어, 제2 방열판으로 전도된 열을 공냉식으로 열을 식혀주는 역할을 한다.

상기 제2 전원부(550)는 제2 열전소자와 제2 팬에 전원을 공급시키는 역할을 한다.

이는 차량본체의 전원을 공급받는다.

또한, 본 발명에 따른 온수형성부(500)는 내부공간 일측에 물의 양을 센싱시키는 제2 수위센서(560)와, 물의 온도를 센싱시키는 제2 온도센서(570)가 포함되어 구성된다.

다음으로, 본 발명에 따른 터뷸런스 분사노즐부(600)에 관해 설명한다.

상기 터뷸런스 분사노즐부(600)는 차량본체의 내부공간 후단 일측에 위치되어, 고압물펌프를 통해 150bar~300bar의 압력이 생성된 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 공급받아, 터뷸런스(와류)의 전협후광 구조로 하수 오수관 내벽방향쪽으로 고속분사시키는 역할을 한다.

이는 도 7에 도시한 바와 같이, 분사노즐몸체(610), 터뷸런스 생성부(620), 반돔형분사노즐부(630), 환형띠형분사노즐부(640)로 구성된다.

첫째, 본 발명에 따른 분사노즐몸체(610)에 관해 설명한다.

상기 분사노즐몸체(610)는 드럼스틱형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.

둘째, 본 발명에 따른 터뷸런스 생성부(620)에 관해 설명한다.

상기 터뷸런스 생성부(620)는 분사노즐몸체의 내부공간에 형성되어, 고압물펌프로부터 공급된 150bar~300bar의 온수압력 또는 냉수압력을 기반으로 내부공간에 터뷸런스 유속을 생성시키는 역할을 한다.

이는 제1 터뷸런스부(621), 제2 터뷸런스부(622)로 구성된다.

상기 제1 터뷸런스부(621)는 도 8에 도시한 바와 같이, 꽈배기형상으로 꽈진형상에다가 전진방향으로 점차로 갈수록 폭이 넓어지는 "

"구조의 터뷸런스날개가 돌출형성되어 외부면에서 터뷸런스를 형성시키는 역할을 한다.

상기 제2 터뷸런스부(622)는 도 8에 도시한 바와 같이, 꽈배기형상으로 꽈진형상에다가 전진방향으로 점차로 갈수록 폭이 좁아지는 "

"구조의 터뷸런스날개가 돌출형성되어 내부면에서 터뷸런스를 형성시키는 역할을 한다.

상기 제1 터뷸런스부(621), 제2 터뷸런스부(622)는 베르누이 방정식의 원리를 통해 구성된다.

이러한 베르누이 방정식의 원리를 통해 본 발명에서는 제1 와류형성부에서 형성된 유체의 속도(V1)가 제2 와류형성부에서 형성된 유체의 속도(V2)에 비해, 1.2~2.5배가 빠르게 형성되도록 설계된다.

셋째, 본 발명에 따른 반돔형분사노즐부(630)에 관해 설명한다.

상기 반돔형분사노즐부(630)는 도 8에 도시한 바와 같이, 본사노즐몸체의 헤드부 상에 반돔형상으로 형성되고, 전진방향 일측에 형성된 단일노즐홈을 통해 터뷸런스 생성부에서 생성된 터블런스 유속을 전달받아 하나로 모아서 하수 오수관의 이물질쪽으로 쏴주는 역할을 한다.

이는 후단 일측에 제2 터뷸런스부(622)가 연결되어 형성된다.

이때, 제2 터뷸런스부(622)로부터 생성된 터뷸런스가 하나로 모아져서 분사된다.

넷째, 본 발명에 따른 환형띠형분사노즐부(640)에 관해 설명한다.

상기 환형띠형분사노즐부(640)는 반돔형분사노즐부 후단 일측에 환형띠형상으로 형성되어, 터뷸런스 생성부에서 생성된 터블런스 유속을 전달받아 하수 오수관의 이물질쪽으로 전협후광의 터뷸런스 형상으로 쏴주는 역할을 한다.

이는 도 8에 도시한 바와 같이, 환형띠형상의 몸체 둘레를 따라 환형띠관통홈이 형성된다.

그리고, 환형띠관통홈 후단 일측에 제1 터뷸런스부(621)가 연결되어 형성된다.

이때, 제1 터뷸런스부(621)로부터 생성된 터뷸런스가 "

"구조인 전협후광의 터뷸런스형상으로 분사된다.

다음으로, 본 발명에 따른 스마트 제어부(700)에 관해 설명한다.

상기 스마트 제어부(700)는 상기 펌프용동력전달부, 고압물펌프, 냉수형성부, 온수형성부, 터뷸런스 분사노즐부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 순차적으로 제어하면서, 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 하수 오수관 내벽에 쌓인 이물질을 제거시키도록 제어하는 역할을 한다.

이는 PIC원칩마이컴부로 구성된다.

즉, 입력단자 일측에 압력조절용 키입력버튼(110)이 연결되어, 고압물펌프를 통해 생성시키고자 하는 압력(150bar~300bar)신호가 입력되고, 또 다른 냉수형성부의 제1 수위센서(460)가 연결되어, 냉수형성부의 내부공간에 저장된 물의 양을 센싱시키는 제1 수위센싱데이터신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 냉수형성부의 제1 온도센서(470)가 연결되어, 냉수형성부의 내부공간에 저장된 물의 온도를 센싱시키는 제1 온도센싱데이터신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 온수형성부의 제2 수위센서(560)가 연결되어, 온수수형성부의 내부공간에 저장된 물의 양을 센싱시키는 제2 수위센싱데이터신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 온수형성부의 제2 온도센서(570)가 연결되어, 온수형성부의 내부공간에 저장된 물의 온도를 센싱시키는 제2 온도센싱데이터신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 고압압력센서(310)가 연결되어, 고압물펌프에서 생성된 150bar~300bar의 압력센싱데이터가 입력되고, 출력단자 일측에 차량의 동력전달장치가 연결되어, 차량의 동력전달장치쪽으로 선택된 압력(150bar~300bar)신호에 해당되는 동력신호(차량의 rpm속도)를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 냉수형성부의 제1 열전소자가 연결되어, 제1 열전소자쪽으로 냉기가 생성되도록 냉기형성신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 온수형성부의 제2 열전소자가 연결되어, 제2 열전소자쪽으로 온기가 생성되도록 온기형성신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 고압물펌프가 연결되어, 고압물펌프에서 150bar, 200bar, 250bar, 300bar 중 어느 하나가 선택된 유체압력에너지를 변환시켜 형성시키도록 압력생성신호를 출력시키도록 제어한다.

상기 스마트제어부는 냉기제어모드(710), 온기제어모드(720), 회전속도제어모드(730), 압력제어모드(740)가 포함되어 구성된다.

상기 냉기제어모드(710)는 출력단자 일측에 냉수형성부의 제1 열전소자가 연결되어, 제1 열전소자쪽으로 냉기가 생성되도록 냉기형성신호를 출력시키는 역할을 한다.

상기 온기제어모드(720)는 출력단자 타측에 온수형성부의 제2 열전소자가 연결되어, 제2 열전소자쪽으로 온기가 생성되도록 온기형성신호를 출력시키는 역할을 한다.

상기 회전속도제어모드(730)는 출력단자 타측에 차량본체의 차량 동력전달장치와 연결되어, 차량 동력전달장치쪽으로 150bar에 해당되는 제1 회전속도, 200bar에 해당되는 제2 회전속도, 250bar에 해당되는 제3 회전속도, 300bar에 해당되는 제4 회전속도 중 어느 하나가 선택된 회전속도출력신호를 출력시키는 역할을 한다.

여기서, 150bar에 해당되는 제1 회전속도는 500rpm~1,000rpm으로 설정되고, 200bar에 해당되는 제2 회전속도는 1,000rpm~1,500rpm으로 설정되며, 250bar에 해당되는 제3 회전속도는 1,500rpm~3,000rpm으로 설정되고, 300bar에 해당되는 제4 회전속도는 3,000rpm~5,000rpm으로 설정된다.

상기 압력제어모드(740)는 출력단자 타측에 고압물펌프가 연결되어, 고압물펌프에서 150bar, 200bar, 250bar, 300bar 중 어느 하나가 선택된 유체압력에너지를 변환시켜 형성시키도록 압력생성신호를 출력시키는 역할을 한다.

이하, 본 발명에 따른 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.

먼저, 드럼형물공급파이프를 통해 물공급이 필요한 수원지 또는 물저장탱크로 제2 물공급파이프를 끌어다가 물공급받아 냉수형성부와 온수형성부에 물을 공급시킨다.

다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 차량본체를 타고 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 이동하여 정위치시킨다.

다음으로, 작업자가 압력조절용 키입력버튼을 통해 고압물펌프를 통해 생성시키고자 하는 압력(150bar~300bar)을 선택한다.

다음으로, 압력조절용 키입력버튼에서 선택된, 압력(150bar~300bar)신호가 스마트 제어부에 입력되고, 스마트 제어부에서 차량의 동력전달장치쪽으로 선택된 압력(150bar~300bar)신호에 해당되는 동력신호(차량의 rpm속도)를 출력시킨다.

다음으로, 펌프용동력전달부에서 차량의 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 고압물펌프쪽으로 동력을 전달시킨다.

다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 고압물펌프에서 펌프용동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되면서 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 이송하기 위한 압력을 생성시킨다.

다음으로, 냉수형성부(400)에서 드럼형물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제1 열전소자로부터 생성되는 냉기를 전달받아 3~10℃의 냉수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시킨다.

다음으로, 온수형성부(500)에서 드럼형물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제2 열전소자로부터 생성되는 온기를 전달받아 30~60℃의 온수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시킨다.

다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 터뷸런스 분사노즐부(600)를 작업하고자 하는 하수 오수관 내부에 위치시킨 후, 스마트 제어부의 제어하에, 고압물펌프를 통해 150bar~300bar의 압력이 생성된 하수 오수관 세척용 고압의 온수를 공급받아, 터뷸런스(와류)의 전협후광 구조로 하수 오수관 내벽방향쪽으로 온수를 고속분사시킨다.

끝으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 스마트 제어부의 제어하에, 터뷸런스 분사노즐부가 구동되어, 터뷸런스 분사노즐부에서 고압물펌프를 통해 150bar~300bar의 압력이 생성된 하수 오수관 세척용 고압의 냉수를 공급받아, 터뷸런스(와류)의 전협후광 구조로 하수 오수관 내벽방향쪽으로 냉수를 고속분사시킨다.

1 : 상하수도관용 스마트 이물질제거장치 100 : 차량본체
200 : 펌프용동력전달부 300 : 고압물펌프
400 : 냉수형성부 500 : 온수형성부
600 : 터뷸런스 분사노즐부 700 : 스마트제어부

Claims

차량을 타고, 작업하고자 하는 하수 오수관쪽으로 이동하거나 정위치되면서, 1차로 온수로 터뷸런스 고속분사시킨 후, 2차로 냉수로 터뷸런스 고속분사시켜, 하수 오수관의 이물질을 파쇄, 제거시키는 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치로 이루어지고,
상기 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치는
하수 오수관 일측에 이동하거나 정위치되면서, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 차량본체(100)와,
차량본체의 하단 일측에 위치되어, 차량의 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 고압물펌프쪽으로 동력을 전달시키는 펌프용동력전달부(200)와,
펌프용동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되면서 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 이송하기 위한 압력을 생성시키는 고압물펌프(300)와,
차량본체의 내부공간 일측에 위치되어, 드럼형물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제1 열전소자로부터 생성되는 냉기를 전달받아 3~10℃의 냉수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시키는 냉수형성부(400)와,
차량본체의 내부공간 타측에 위치되어, 드럼형물공급파이프로부터 공급된 물을 저장한 후, 스마트 제어부의 제어신호에 따라 구동되는 제2 열전소자로부터 생성되는 온기를 전달받아 30~60℃의 온수로 형성시켜 고압물펌프로 전달시키는 온수형성부(500)와,
차량본체의 내부공간 후단 일측에 위치되어, 고압물펌프를 통해 150bar~300bar의 압력이 생성된 하수 오수관 세척용 고압의 온수 또는 냉수를 공급받아, 터뷸런스(와류)의 전협후광 구조로 하수 오수관 내벽방향쪽으로 고속분사시키는 터뷸런스 분사노즐부(600)와,
상기 펌프용동력전달부, 고압물펌프, 냉수형성부, 온수형성부, 터뷸런스 분사노즐부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 순차적으로 제어하면서, 온수와 냉수 사이의 온도차, 그리고, 터뷸런스의 고속분사를 통해 상하수도관 내벽에 쌓인 이물질을 제거시키도록 제어하는 스마트 제어부(700)로 구성되는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치에 있어서,
상기 펌프용동력전달부(200)는
차량의 동력전달장치 출력부와 연결되어, 차량의 동력전달장치에서 생성된 동력을 전달받아, 벨트이음롤러를 회전시키는 유니버셜 조인트(210)와,
유니버셜조인트로부터 동력을 전달받아 생성되는 회전력을 동력전달벨트로 전달시키는 벨트이음롤러(220)와,
벨트이음롤러와, 고압물펌프구동롤러 사이를 연결시켜, 벨트이음롤러에서 생성된 회전력을 고압물펌프구동롤러로 전달시키는 동력전달벨트(230)와,
유니버셜 조인트와 벨트이음롤러를 차량본체의 바닥면 일측에서 수직방향으로 지지하면서, 외압의 충격을 흡수완충시켜 유니버셜 조인트와 벨트이음롤러의 위치가 뒤틀리지 않도록 지지해주는 미미부(240)로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치.
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제1항에 있어서, 상기 냉수형성부(400)는
물저장탱크의 바닥부위에 위치되어, 제1 열전소자를 통해 전도된 냉기를 물저장탱크의 바닥부위로 전도시키는 제1 알루미늄 플레이트(410)와,
제1 알루미늄 플레이트 하단에 위치되고, 스마트제어부의 제어하에 구동되어 전류가 흐르는 방향에 따라 한쪽 면에는 흡열을 일으키고, 반대쪽 면에서 발열을 일으키는 펠티에 효과를 발생시키는 제1 열전소자(420)와,
제1 열전소자 하단에 위치되어, 발열된 열을 방열핀을 통해 외부로 내보내는 제1 방열판(430)과,
제1 방열판 하단에 위치되어, 제1 방열판으로 전도된 열을 공냉식으로 열을 식혀주는 제1 팬(440)과,
제1 열전소자와 제1 팬에 전원을 공급시키는 제1 전원부(450)로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치.
제1항에 있어서, 상기 온수형성부(500)는
물저장탱크의 바닥부위에 위치되어, 제2 열전소자를 통해 전도된 온기를 물저장탱크의 바닥부위로 전도시키는 제2 알루미늄 플레이트(510)와,
제2 알루미늄 플레이트 하단에 위치되고, 스마트제어부의 제어하에 구동되어 전류가 흐르는 방향에 따라 한쪽 면에는 흡열을 일으키고, 반대쪽 면에서 발열을 일으키는 펠티에 효과를 발생시키는 제2 열전소자(520)와,
제2 열전소자 하단에 위치되어, 발열된 열을 방열핀을 통해 외부로 내보내는 제2 방열판(530)과,
제2 방열판 하단에 위치되어, 제2 방열판으로 전도된 열을 공냉식으로 열을 식혀주는 제2 팬(540)과,
제2 열전소자와 제2 팬에 전원을 공급시키는 제2 전원부(550)로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치.
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제1항에 있어서, 상기 스마트 제어부(700)는
출력단자 일측에 냉수형성부의 제1 열전소자가 연결되어, 제1 열전소자쪽으로 냉기가 생성되도록 냉기형성신호를 출력시키는 냉기제어모드(710)와,
출력단자 타측에 온수형성부의 제2 열전소자가 연결되어, 제2 열전소자쪽으로 온기가 생성되도록 온기형성신호를 출력시키는 온기제어모드(720)와,
출력단자 타측에 차량본체의 차량 동력전달장치와 연결되어, 차량 동력전달장치쪽으로 150bar에 해당되는 제1 회전속도, 200bar에 해당되는 제2 회전속도, 250bar에 해당되는 제3 회전속도, 300bar에 해당되는 제4 회전속도 중 어느 하나가 선택된 회전속도출력신호를 출력시키는 회전속도제어모드(730)와,
출력단자 타측에 고압물펌프가 연결되어, 고압물펌프에서 150bar, 200bar, 250bar, 300bar 중 어느 하나가 선택된 유체압력에너지를 변환시켜 형성시키도록 압력생성신호를 출력시키는 압력제어모드(740)로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수와 온수의 온도차·터뷸런스 분사를 통한 하수 오수관용 스마트 이물질제거장치.