KR102406935B1 - 복수개의 가압 펌프를 포함한 관로 세척 장치 및 세척 방법 - Google Patents

복수개의 가압 펌프를 포함한 관로 세척 장치 및 세척 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 관로 세척 장치 및 세척 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치는 세척수 유입부, 세척수 유입부에 병렬 연결된 복수개의 가압펌프, 복수개의 가압펌프로 세척수 유입을 제어하는 제1 제어밸브, 복수개의 가압펌프와 연결된 세척수 배출부 그리고 복수개의 가압펌프와 세척수 배출부 사이에 연결되어 세척수 배출부의 고압 세척수가 복수개의 가압펌프 중 어느 하나로 유입되는 것을 방지하는 체크밸브를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 관로 세척 장치는 다양한 관로를 세척하며 현장에서 파악되는 다양한 환경(노후화, 관로 굴곡, 수압, 유량)에 따라 가변적으로 대응하여 관로를 세척할 수 있다.

Description

복수개의 가압 펌프를 포함한 관로 세척 장치 및 세척 방법{PIPE CLEANING EQUIPMENT WITH A PLURALITY OF PRESSURE PUMPS AND PIPE CLEANING METHOD USING THE EQUIPMENT}
다양한 규격을 갖는 관로를 세척하기 위한 관로 세척 장치 및 세척 방법에 관한 것이다.
통상 수도물과 같은 유체를 공급하는 관로는 설치 후 장기간 사용함에 따라 관로 내벽에 침전물이 퇴적되거나, 내벽이 산화되면서 녹 등이 생성되어 부착된다.
이러한 침전물이나 녹 등은 수질에 영향을 주며, 시간이 경과함에 따라 점차 두꺼워지기 때문에 유체의 흐름을 방해하게 된다. 하지만, 이런한 침전물이나 녹은 관로의 시공과정이나 정수과정은 물론 관 자체의 노후화 과정 등 다양한 원인과 경로로 유입, 생성되기 때문에 이를 원천적으로 차단하는 것은 어려운 문제이다.
이러한 문제를 고려해 매번 관로 자체를 교체하는 것은 비용적 측면에서 경제적이지 못하고 상수도관과 같이 지하에 매설된 관로를 교체하는 경우 교체 비용과 함께 교통 통제나 단수 등과 같은 불편도 초래하게 된다. 따라서 주기적으로 관로 내 침전물이나 녹을 제거하는 관로 세척이 효과적인 방법으로 고려될 수 있다.
통상 관로 세척은 관로 내부로 피그를 주입하고 이를 수압 등으로 이동시켜 관로 벽에 붙어 있는 침전물이나 녹을 앞으로 밀어내 관로를 청소하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 상수도관의 위치나 크기, 관내 수압과 유량에 따라 피그 주입 자체가 어렵거나 주입되더라도 다양한 환경에 대응하지 않으면 세척 자체의 효율이 떨어지는 문제가 있다.
예컨대, 상수도관 직경은 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800mm 등 다양한 종류가 사용될 수 있고 설치 위치나 지형에 따라 굴곡되어 배치될 수 있으며 관로마다 내벽의 노후화 정도도 다를 수 있다. 또한 상수도관은 지하에 매설되어 있어 시공 정보와 실제 현장 정보 사이에 불일치도 발생할 수 있다.
따라서 특정 규격의 관로만 세척하는 경우와 달리 다양한 관로를 세척할 수 있고 현장에서 파악되는 가변적 환경(노후화, 관로 굴곡, 수압, 유량)에 대응하여 관로를 세척 할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명의 실시예들은 다양한 관로를 효과적으로 세척하기 위한 관로 세척 장치 및 세척 방법을 제공한다. 구체적으로 복수개의 가압 펌프를 포함한 관로 세척 장치 및 세척 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치는 세척수 유입부, 세척수 유입부에 병렬 연결된 복수개의 가압펌프, 복수개의 가압펌프로 세척수 유입을 제어하는 제1 제어밸브, 복수개의 가압펌프와 연결된 세척수 배출부 그리고 복수개의 가압펌프와 세척수 배출부 사이에 연결되어 세척수 배출부의 고압 세척수가 복수개의 가압펌프 중 어느 하나로 유입되는 것을 방지하는 체크밸브를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치는 세척수 배출부로부터 체크밸브로 고압 세척수의 유입을 제어하는 제2 제어밸브를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치는 같은 가압 용량을 갖는 적어도 3개의 가압펌프를 포함하거나, 적어도 1개의 가압펌프는 나머지 가압펌프와 가압 용량이 다른 적어도 3개의 가압펌프를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치는 세척수 유입부 또는 세척수 배출부와 연결되는 레듀샤(Reducer)를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치는 세척수 유입부의 수위를 측정하는 제1 측정기, 세척수 배출부의 수압을 측정하는 제2 측정기 그리고 제1 측정기에서 측정된 수위와 제2 측정기에서 측정되는 수압을 기초로 복수개의 가압펌프를 제어하는 제어기를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 방법은 제1 상수도관에 유입 세척수관을 결합하는 단계, 제2 상수도관에 배출 세척수관을 결합하는 단계, 복수개의 가압펌프를 구비한 관로 세척 장치에 상기 유입 세척수관과 배출 세척수관을 결합하는 단계, 제2 상수도관 직경이 125mm 이하인 경우 상기 가압펌프 한대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제1 모드, 직경이 150, 200mm인 경우 가압펌프 2대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제2 모드 및 직경이 250mm 이상인 경우 가압펌프 3대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제3 모드 중 어느 한 모드로 관로 세척 장치를 구동하는 단계 그리고 관로 세척 장치에서 배출된 고압 세척수를 이용해 제2 상수도관의 퇴적물을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 관로 세척 장치는 다양한 관로를 세척하며 현장에서 파악되는 다양한 환경(노후화, 관로 굴곡, 수압, 유량)에 따라 가변적으로 대응하여 관로를 세척할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치를 세척수 유입부 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치를 세척수 배출부 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치가 상수도관과 연결되어 상수도관을 세척하는 개념도이다.
본 발명에 따른 관로 세척 장치를 도면을 참조하여 설명한다. 참조된 도면은 본 발명의 일 실시예로 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 설명된 도면의 구성 요소 전체만을 본 발명의 필수적인 구성 요소로 해석하지 않아야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 기초로 명세서에 설명되거나 도시되지 않은 구성 요소들도 본 발명의 실시를 위해 당업자에게 자명한 구성 요소는 부가될 수 있으며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 기재되고 설명된 구성 요소들도 본 발명의 실시를 위해 추가 한정되거나 구체화될 수 있다.
구체적으로, 명세서 전체에서 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 의미는 기재된 구성 요소만으로 제한되는 것이 아니라 다른 구성 요소가 더 부가될 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접 연결'되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치 구성도이다.
도 1을 참조하면, 관로 세척 장치(1000)는 세척수가 유입되는 세척수 유입부(100)와 고압 세척수를 배출하는 세척수 배출부(300)를 포함하고, 세척수 유입부(100)와 세척수 배출부(300) 사이에 연결되어 유입된 세척수를 가압하여 배출하는 복수개의 가압펌프(200)를 구비한다. 유입된 세척수의 양, 관로의 종류, 관로의 굴곡 여부, 관로의 노후화 정도, 관로 내 침전물의 양, 관로 내 녹의 정도, 관로 내 피그 주입 여부 등을 고려하여 복수개 가압펌프(200)는 개별 작동되거나 동시에 작동될 수 있다.
복수개의 가압펌프(200)를 통해 세척수를 단계적으로 가압하여 세척수 배출 수압을 조절할 수 있다. 가압펌프(200)는 교류 유도 전동기와 전동기 축에 연결된 임팰러(Impeller)를 포함하며 임펠러(Impeller)의 회전에 의해 세척수를 가압할 수 있다. 경우에 따라 전원부(900)와 전동기 사이에 인버터를 설치해 전동기의 회전수를 조절하거나, 전원부(900)의 발전 사양과 전동기의 전기 사양을 매칭시킬 수 있다. 복수개의 가압펌프(200)는 같은 가압 용량을 갖는 적어도 3개의 가압펌프 또는 적어도 1개의 가압펌프가 나머지 가압펌프와 가압 용량이 다른 적어도 3개의 가압펌프일 수 있다. 복수개의 가압펌프(200) 구성은 주 작업 환경과 세척하고자 하는 관로의 주된 종류 등을 기초로 선택될 수 있다.
전원부(900)는 고정식 상용 전원 대신 이동식 전원부(900)를 사용해 발전 전원을 관로 세척 장치(1000)에 공급한다. 전원부(900)는 이동식 디젤 발전기일 수 있으며 가압펌프(200)의 전기용량과 갯수를 고려해 발전기의 발전 용량을 결정할 수 있다. 예컨대 15KW 가압펌프(200) 3개를 안정적으로 구동하기 위해서 최소 50KW이상 또는 충분한 발전 용량을 위해서 100KW의 발전 용량을 갖는 이동식 디젤 발전기가 사용될 수 있다.
제어부(800)는 복수개의 가압펌프(200) 동작을 개별 제어할 수 있다. 경우에 따라, 제어부(800)는 세척수 유입부(100)나 세척수 배출부(300)에 설치된 밸브를 제어하여 가압펌프(200)로 세척수의 유입 여부를 추가 제어할 수 있다. 제어부(800)는 관로 세척 장치(1000)의 안정적 운영을 위해 유입되는 세척수의 유량, 수위 또는 수압의 측정값과 배출되는 세척수의 유량, 수위 또는 수압의 측정값을 기초로 가압펌프(200)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예로 세척수 유입부(100)의 세척수 수위와 세척수 배출부(300)의 수압을 기초로 가압펌프(200)를 제어할 수 있다. 제어부(800)는 가압펌프(200)를 온/오프 할 수 있다. 경우에 따라 제어기는 인버터 제어를 통해 전동기의 회전수를 조절하거나 전원부(900)의 발전 사양과 전동기의 전기 사양을 매칭시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치를 세척수 유입부 방향에서 바라본 사시도이다.
도 2에 따르면, 세척수 유입부(도1의 100)는 흡입해더 (101), 유입관(103) 및 복수개의 제1 가지관(113)을 포함한다. 유입관(103)에는 수위 센서(105), 제1 토출밸브(107)와 수압 센서(109)가 설치되어 있으며 세 개의 제1 가지관(113)이 연결되어 있다. 제1 가지관(113) 각각은 유입관(103)과 가압펌프(201 203, 205)를 연결한다.
제1 가지관(113) 각각에는 제1 제어밸부(111)가 설치되어 있으며 제1 제어밸브(111)의 개폐를 통해 가압펌프(201, 203, 205)로 유입되는 세척수를 제어한다. 제1 제어밸브(111)는 수동 개폐밸브일 수 있으며, 경우에 따라 제어부(도1의 800)에 의해 제어되는 자동 개폐밸브일 수 있다.
흡입해더(101)는 유입 세척수관(도 4의 9)과 직접 연결될 수 있으며, 유입 세척수관(도 4의 9)과 흡입해더(101)의 크기가 다를 경우 제1 레듀샤(Reducer, 91)를 통해 연결될 수 있다.
복수개의 가압펌프(201, 203, 205)는 15KW, 380V, 60Hz의 동일 사양을 갖는 전동기와 다단으로 연결된 터빈형 임펠러(Turbine-Impeller)를 갖는 입형다단펌프일 수 있다.
세척수 유입부(도 1의 100), 복수개의 가압펌프(도1의 200) 그리고 세척수 배출부(도 300)의 하단에 받침대(95)를 설치하여 관로 세척 장치(1000)를 견고하게 지지하고 운반을 용이하게 할 수 있다. 받침대(95)는 지제차의 포크가 받침대(95) 하부로 들어갈 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 또한 받침대(95) 하부에 방진고무(97)를 설치하여 가압펌프(200) 진동에 의한 관로 세척 장치(1000)의 진동을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치를 세척수 배출부 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3에 따르면, 세척수 배출부(도 1의 300)는 배출해더(301), 배출관(303) 및 복수개의 제2 가지관(313)을 포함한다. 배출관(303)에는 제2 토출밸브(307)와 수압센서(309)가 설치되어 있으며 세 개의 제2 가지관(313)이 연결되어 있다. 제2 가지관(313) 각각은 배출관(303)과 가압펌프(201, 203, 205)를 연결한다.
제2 가지관(313) 각각에는 체크밸브(323)가 설치되어 있어 고압의 세척수가 복수개의 가압펌프(201, 203, 205)로부터 배출관(303)으로만 흐를 수 있도록 제어한다. 이를 통해 세척수 배출부(도1의 300)의 고압 세척수가 복수개의 가압펌프(도 1의 200) 중 어느 하나로 유입되는 것을 방지한다. 예컨대, 하나의 가압펌프(201)만 구동될 경우, 배출관(303) 내 고압 세척수가 다른 가압펌프(203, 205)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
배출해더(301)는 배출 세척수관(도 4의 11)과 직접 연결될 수 있으며, 배출 세척수관(도 4의 11)과 배출해더(301)의 크기가 다를 경우 제 2 레듀샤(Reducer, 93)를 통해 연결될 수 있다.
필요에 따라, 제2 가지관(313) 각각에는 추가로 제2 제어밸부(311)가 설치되어 있으며 제2 제어밸브(311)의 개폐를 통해 배출관(303)으로부터 체크밸브(323)로 유입되는 고압 세척수를 제어할 수 있다. 제2 제어밸브(311)는 수동 개폐밸브일 수 있으며, 경우에 따라 제어부(도1의 800)에 의해 제어되는 자동 개폐밸브일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치가 상수도관과 연결되어 상수도관을 세척하는 개념도이다.
도 4에 따르면, 유입 세척수관(9) 또는 배출 세척수관(11)은 상수도관(1)의 분수전이나 소화전에 연결될 수 있으며, 그 직경은 100mm나 65mm일 수 있다. 유입 세척수관(9)과 배출 세척수관(11) 사이 그리고 상수도관(1)의 일단에 위치한 게이트 밸브(5)를 닫아 배출 세척수관(11)과 연결된 상수도관(1)으로 상수(上水)가 직접 흐르는 것을 차단한다. 그리고 상수도관(1)의 타단에 위치한 게이트 밸브(7)를 닫고 드레인 밸브(3)을 개방하여 배출 세척수관(11)으로부터 주입되는 고압 세척수를 드레인 밸브(3)쪽으로 배출한다. 이때, 고압 세척수와 함께 상수도관(1) 내벽에 퇴적된 침전물이나 내벽의 녹 등이 같이 배출되어 상수도관(1)을 세척할 수 있다.
복수개의 가압펌프(도 1의 200)는 유입된 세척수의 양, 상수도관(1)의 종류, 상수도관(1)의 굴곡 여부, 상수도관(1)의 노후화 정도, 상수도관(1) 내 침전물의 양, 상수도관(1) 내 녹의 정도, 상수도관(1) 내 피그 주입 여부 등을 고려하여 복수개 가압펌프(도 1의 200)를 개별 작동시키거나 동시에 작동하여 고압의 세척수를 상수도관(1)에 주입한다.
필요에 따라, 상수도관(1)에 피그를 주입한 후 상수도관(1)에 고압 세척수를 주입할 수 있다. 사용되는 피그는 발포성 수지 외면에 엘라스코머 수지를 도포한 피그 또는 발포성 수지 외면에 마찰력을 증가시키기 위해 금속성 물질을 도포한 피그일 수 있다. 효과적인 세척을 위해 피그의 크기는 상수도관(1) 내벽에 정확히 맞거나 상수도관(1) 내부를 완전히 압착하기 위해 상수도관(1)보다 약간 큰 것을 사용할 수 있다.
필요에 따라, 상수도관(1)에 고압 세척수를 1차 주입하여 침전물이나 녹 등을 배출한 후 약품을 투입할 수 있다. 해당 약품은 상수 처리에 사용되는 염소 소독액일 수 있으며, 예컨대 치아염소산나트륨(NaOCl)일 수 있다. 일정 시간 경과 후 상수도관(1)에 고압 세척수를 2차 주입하여 투입된 악품을 배출할 수 있다.
만약, 가압펌프(도 1의 200) 한대로 시간당 20톤 정도의 물을 가압하여 고압 세척수를 방출할 수 있다면, 본 발명에 따른 관로 세척 장치(1000)는 상수도관(1) 직경 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400mm의 세척에 적합할 수 있다. 구체적으로 관로 세척 장치(1000)는 직경 75, 100, 125mm 상수도관(1)의 경우 가압펌프(도 1의 200) 한대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제1 모드, 직경 150, 200mm 상수도관(1)의 경우 가압펌프(도 1의 200) 2대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제2 모드, 직경 250, 300, 350, 400mm 상수도관(1)의 경우 가압펌프(도 1의 200) 3대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제3 모드로 작동할 수 있다. 다만, 상수도관(1)의 굴곡 여부, 상수도관(1)의 노후화 정도, 상수도관(1) 내 침전물의 양, 상수도관(1) 내 녹의 정도에 따라 탄력적으로 가압펌프(도 1의 200)의 가동 모드를 한 단계 상향하거나 낮출 수 있다. 한편, 가압펌프(도 1의 200)의 가압 용량 및 갯수를 변경하면 보다 다양한 직경을 갖는 상수도관(1)을 세척할 수 있다.
관로 세척 장치(1000) 세척수 유입부(100)
흡입해더 (101) 유입관(103)
제1 가지관(113) 제1 제어밸브(111)
세척수 배출부(300) 배출해더(301)
배출관(303) 제2 가지관(313)
제2 제어밸부(311) 체크밸브(323)
레듀샤(91, 93) 복수개의 가압펌프(200)
전원부(900) 제어부(800)

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  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 상수도관에 유입 세척수관을 결합하는 단계;
    제2 상수도관에 배출 세척수관을 결합하는 단계;
    380V 교류 전원 이동식 발전기로부터 전원을 공급 받고 각각 15KW, 380V, 60Hz 교류 유도 전동기를 갖는 3대의 인버터 가압펌프를 구비한 관로 세척 장치에 상기 유입 세척수관과 상기 배출 세척수관을 결합하는 단계;
    상기 제2 상수도관에 피그를 주입하는 단계;
    상기 제2 상수도관 직경이 125mm 이하인 경우 상기 인버터 가압펌프 한대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제1 모드, 직경이 150, 200mm인 경우 상기 인버터 가압펌프 2대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제2 모드 및 직경이 250mm 이상인 경우 상기 인버터 가압펌프 3대를 가동하여 고압 세척수를 배출하는 제3 모드 중 어느 한 모드로 상기 관로 세척 장치를 구동하는 단계;
    상기 관로 세척 장치에서 배출된 상기 고압 세척수를 이용해 상기 제2 상수도관의 퇴적물을 제거하는 단계; 및
    퇴적물이 제거된 제2 상수도관에 염소 소독액을 투입하는 단계를 포함하는 관로 세척 방법.
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