KR102494191B1 - 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클린볼과 미세 버블을 이용하여 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으면서도 투입된 클린볼과 미세 버블의 유동(소용돌이) 방향을 자유롭게 조절하여 세척 효율을 향상시킬 수 있는 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 상수도 관로 세척장치는, 외부관체; 내부관체; 제수밸브; 및 미세기포분사장치를 포함하고, 상기 내부관체는, 상기 외부관체의 내부를 관통하도록 삽입되는 소정 지름의 삽입관부; 상기 삽입관부의 내부를 관통하도록 설치되면서 상기 관로 내부로 클린볼이 투입되도록 하는 클린볼투입관부; 및 상기 삽입관부의 내부를 관통하도록 설치되면서 상기 관로 내부로 압축공기를 공급하는 제1, 2 공기투입관부를 포함하며, 상기 미세기포분사장치는, 상기 제1, 2 공기투입관부의 일단에 설치되고, 상기 제1 공기투입관부 또는 상기 제2 공기투입관부를 통해 공급되는 압축공기에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 동작되면서 상기 관로 내부에서 미세기포를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법{Water Pipe Cleaning Device and Cleaning Method using the same}

본 발명은 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상수도 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질과 물때를 제거하여 관로 내부 유체의 흐름성과 수질을 개선하는 데에 사용되는 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법에 관한 것이다.

일반적으로 상수도 배관(이하 '관로'로 통칭한다)의 내부에는 유체가 장기간 흐르는 과정에서 자연스럽게 물 때, 스케일, 녹 및 슬러지 등의 각동 이물질이 부착되게 되고, 이러한 이물질로 인해 관로의 내부 직경이 축소되면 유체의 흐름이 저해되어 유체의 통수 능력이 감소되고, 이로 인해 관로의 내압이 과도하게 상승될 수 있으며, 이 경우 관로가 파손되어 누수가 발생할 수 있고, 또한 이물질이 유체에 혼입된 상태로 흐르게 되면서 수질을 오염시키게 되는 문제가 있다.

따라서 관로의 내부를 검사하여 이물질과 물때가 부착 및 고착된 경우 세척장치를 이용하여 관로 내부를 세척함으로써 이물질과 물때를 제거하고, 이를 통해 관로의 흐름성과 수질이 담보되도록 하고 있다.

종래의 관로 세척장치를 이용한 세척방법은 주로 심미적인 수질문제를 해결하기 위해 수질착색을 일으키는 원인이 되는 연질의 관내 침전물 또는 슬라임을 제거하는데 사용되고, 녹 또는 경질의 부식생성물 등을 완전히 제거하여 수질을 개선하는데 사용되며, 이러한 세척방법으로는 플러싱(flushing), 아이스피그(ice pig), 스왑피그(swab pig), 맥동류 세척(air scouring) 등이 알려져 있다.

상기와 같은 종래의 세척장치를 이용한 세척방법은 관내를 이동하는 기구를 사용하여 세척하는 방법과, 상수도 관내 유체에 기체를 투입하여 세척하는 방법으로 구분된다.

이 중 상수도 관내를 이동하는 기구를 사용하여 세척하는 방법으로는 피그(pig) 세척 방법, 물 세척 방법 및 브러쉬 세척 방법이 있고, 상기와 같은 목적의 종래기술로는 등록특허공보 제2253395호의 저압질소와 크린볼을 이용한 수도배관의 세척장치 및 방법(이하 '특허문헌 1'이라 한다)이 개시되어 있는데, 상기 특허문헌 1은, 10kgf/㎠미만으로 저압질소의 압력과 속도를 조절하면서 500㎥미만으로 저장된 압축질소를 반복적으로 공급하도록 상부 둘레 일측에 밸브가 설치된 질소공급관; 상기 질소공급관의 하부에 장착되어 저압질소의 공급 방향으로 다수의 크린볼을 공급하도록 둘레 일측에 저압질소의 진행 방향으로 크린볼투입구가 경사지게 설치된 크린볼공급관; 상기 크린볼공급관의 하부에 장착되어 상기 질소공급관으로부터 공급되는 저압질소의 압력과 속도를 측정하도록 둘레 일측에 제1 압력측정계, 제1 속도측정계, 제1 압력조절밸브가 각각 설치된 측정계관; 및 상기 측정계관의 하부에 일정 거리에 해당되는 수도배관을 매개로 장착되어 수도배관 내부를 세척한 저압질소와 다수의 크린볼을 토출시키면서 저압질소의 토출압력과 속도를 측정하는 질소토출관을 포함하되, 상기 질소토출관은, 상기 수도배관의 출구측에 장착되어 저압질소와 부착물이 토출되도록 내부에 토출유로가 구비된 몸체; 상기 몸체의 하부 둘레 일측에 설치되어 상기 토출유로의 출구로 배출되는 저압질소의 압력을 측정하는 제2 압력측정계; 상기 몸체의 상부 둘레 일측에 설치되어 상기 수도배관에서 상기 토출유로의 입구를 통해 유입되는 저압질소의 속도를 측정하는 제2 속도측정계; 상기 몸체의 중앙 둘레 일측에 대해 상기 제2 압력측정계의 하부에 설치되어 상기 토출유로를 통과하는 저압질소의 압력을 조절하는 제2 압력조절밸브; 및 상기 토출유로의 출구에 설치되어 저압질소의 토출압력이 일정 이상일 경우 토출유로의 출구를 개방하는 압력조절개폐기를 포함하는 것으로 이루어진다.

그러나 상기 특허문헌 1은 크기가 큰 크린볼이 저압질소의 압력으로 인해 관로 내부로 함께 투입되도록 한 것으로, 이 경우 투입된 크린볼이 물에 가라앉아 관로 내부에 잔존하게 되거나 또는 물위에 부유된 상태로 이동하게 되면서 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질을 제거하는 효율이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 관로 세척에 사용된 크린볼이 관로 내부에 가라앉아 잔류하더라도 이를 회수하기가 어려운 구조적인 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 기술로는 등록특허공보 제2335828호의 클린볼을 이용한 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법(이하 '특허문헌 2'라 한다)이 개시되어 있는데, 상기 특허문헌 2는 관로 세척장치가, 소정 지름과 길이를 가지는 외부관체; 상기 외부관체의 내부에 삽입 설치되면서, 일단이 상기 외부관체의 일단을 통해 소정 길이 인출되어 미세 버블수와 클린볼을 상기 관로 내측으로 각각 토출시키는 내부관체; 및 상기 외부관체의 타단에 조립되어 상기 내부관체의 유로를 개폐하는 밸브조립체를 포함하고, 상기 내부관체는, 상기 외부관체의 일단을 통해 인입출되는 길이가 조절되도록 구성되는 것으로 이루어진다.

상기 특허문헌 2는 미세 버블수와 클린볼이 고압으로 관로 내측으로 투입되어 관로 내벽에 부착된 이물질과 물때를 제거하는 것이나, 미세 버블수와 클린볼이 관로 내측으로 투입되는 방향을 조절할 수 없는 문제가 있고, 이 때문에 한 방향으로만 미세 버블수와 클린볼이 유동(소용돌이)되기 때문에 세척 효율을 높이는 데에 한계가 있다.

또한, 세척장치가 관로와 수직이 되도록 설치되어 관로를 따라 원하는 공기의 흐름을 만들기가 어렵고, 이 때문에 세척 효과에도 한계가 있다.

따라서 클린볼을 이용하여 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으면서도 세척장치가 관로와 수직이 되도록 설치되더라도 투입된 클린볼과 미세 버블수의 유동 방향을 자유롭게 조절하여 세척 효율을 향상시킬 수 있는 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법의 개발이 요구된다.

KR 10-2253395 B1 (2021. 05. 12.) KR 10-2335828 B1 (2021. 12. 01.) KR 10-0778430 B1 (2007. 11. 15.) KR 10-2014-0098474 A (2014. 08. 08.) KR 10-0790528 B1 (2007. 12. 27.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 관로 세척장치 및 세척방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 세척장치가 관로와 수직이 되도록 설치되더라도 클린볼과 미세 버블을 이용하여 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으면서도 투입된 클린볼과 미세 버블의 유동(소용돌이) 방향(좌회전, 우회전)을 자유롭게 조절하여 세척 효율을 향상시킬 수 있는 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 상수도 관로 세척장치는, 소정 지름과 길이를 가지는 외부관체; 상기 외부관체의 내부에 삽입 설치되면서, 슬라이딩 동작에 의해 상기 외부관체로부터 일단이 인입출되어 길이가 조절되는 내부관체; 상기 외부관체의 타단에 조립되어 상기 내부관체 내부의 유로를 개폐하는 제수밸브; 및 상기 내부관체의 일단에 설치되면서 상기 관로 내부로 삽입되어 미세기포를 발생시키는 미세기포분사장치를 포함하고, 상기 내부관체는, 상기 외부관체의 내부를 관통하도록 삽입되는 소정 지름의 삽입관부; 상기 삽입관부의 내부를 관통하도록 설치되면서 상기 관로 내부로 클린볼이 투입되도록 하는 클린볼투입관부; 및 상기 삽입관부의 내부를 관통하도록 설치되면서 상기 관로 내부로 압축공기를 공급하는 제1, 2 공기투입관부를 포함하며, 상기 미세기포분사장치는, 상기 제1, 2 공기투입관부의 일단에 설치되고, 상기 제1 공기투입관부 또는 상기 제2 공기투입관부를 통해 공급되는 압축공기에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 동작되면서 상기 관로 내부에서 미세기포를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 클린볼투입관부의 일단에 소정량의 상기 클린볼이 내부에 수납 보관되는 클린볼수납박스가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 클린볼투입관부의 일단과 상기 클린볼수납박스 사이에 연결블록이 더 설치되고, 상기 연결블록에는, 공기투입노즐이 설치되어 상기 클린볼수납박스에 수납된 상기 클린볼이 고압의 압축공기에 의해 상기 클린볼투입관부를 따라 상기 관로 내부로 투입되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 상기 미세기포분사장치가 일측면이 개방된 소정 크기의 수용공간이 형성되는 분사장치본체; 상기 분사장치본체의 일측에 조립되어 고정되면서 소정 길이를 가지는 축이 구비되어 상기 수용공간의 가운데 쪽으로 상기 축이 위치되도록 하는 축고정체; 상기 수용공간의 내부에 설치되면서 상기 제1, 2 공기투입관부를 통해 투입되는 공기에 의해 회전 동작되는 임펠러; 및 상기 축의 일단에 조립되어 상기 임펠러의 이탈을 방지하는 고정부재를 포함하고, 상기 임펠러에는, 방사상으로 복수 개의 관통공이 형성되어, 상기 임펠러를 회전 동작시키는 공기가 상기 복수 개의 관통공을 통해 미세 분기되어 상기 수용공간의 외부로 토출되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 관로 세척장치를 이용한 상수도 관로 세척공법은, 관로의 일단에 상기 관로 세척장치를 설치하는 세척장치 설치 단계; 상기 관로의 타단에 상기 관로 세척장치에서 투입되는 클린볼을 수거하는 클린볼 회수 및 세척수 처리장치를 설치하는 클린볼 회수 및 세척수 처리장치 설치 단계; 상기 관로 세척장치를 통해 고압의 공기를 공급하여 상기 관로 내부에 미세 버블을 형성시킴과 동시에 상기 클린볼을 상기 관로 내부로 투입하여 상기 관로 내벽에 흡착 및 고착된 오염물질을 소정 시간 동안 세척하여 제거하는 관로 세척 단계; 및 상기 관로의 내부를 통과하여 상기 클린볼 회수 및 세척수 처리장치 쪽으로 배출되는 공기, 상기 클린볼 및 오염수를 분리수거하는 클린볼 회수 및 세척수 처리단계를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 미세기포 발생장치를 통해 미세 버블의 유동 방향이 조절되고, 이를 통해 클린볼이 미세 버블(미세공기방울)의 유동(소용돌이)에 의해 관로 내벽에 무수히 부딪치면서 이동하게 되어 회오리치는 난류와 맥동류에 의해 연질의 물때가 제거되게 되며, 클린볼에 의해 경질의 이물질 제거되게 되고, 그 결과 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질과 물때가 효과적으로 제거되는 장점이 있다.

또한, 관로 내부의 이물질과 물때 제거와 상수관망이 복잡하여 클린볼 회수가 어려운 관로에는 공기세척만으로 관로내에서 소용돌이를 좌, 우회전 교대로 발생시켜 난류와 맥동류를 크게 발생시키고, 이를 통해 관로 내부의 물때와 고착된 이물질을 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 관로 세척장치의 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 외부관체의 예를 보인 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 내부관체의 예를 보인 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 제수밸브의 예를 보인 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 미세기포분사장치의 예를 보인 사시도.
도 8은 도 7의 분리 사시도.
도 9(a, b)는 본 발명에 따른 미세기포분사장치의 임펠러를 보인 도면.
도 10은 본 발명에 따른 상수도 관로 세척장치를 이용한 세척공법의 예를 보인 공정 순서도.
도 11은 본 발명에 따른 상수도 관로 세척장치를 이용한 세척공법의 예를 보인 구성도.
도 12는 본 발명에 따른 클린볼의 예를 보인 도면.
도 13은 본 발명에 따른 클린볼 회수 및 세척수 처리장치의 예를 보인 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 클린볼과 미세 버블을 이용하여 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으면서도 투입된 클린볼과 미세 버블의 유동(소용돌이) 방향을 자유롭게 조절하여 세척 효율을 향상시킬 수 있는 상수도 관로 세척장치 및 이를 이용한 세척공법을 제공하고자 하는 것으로, 이를 위한 본 발명의 관로 세척장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외부관체(110), 내부관체(120), 제수밸브(130) 및 미세기포분사장치(140)를 포함한다.

외부관체(110)는 관로(1)의 일단에 설치된 세척 작업구(도면부호 없음)에 설치되면서 후술되는 내부관체(120)와 제수밸브(130)의 구성을 지지하는 구성이다.

이러한 외부관체(110)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 소정 지름을 가지는 원통형 관체로 이루어지는 본체부(111)와, 상기 본체부(111)의 일단에 소정 지름을 가지도록 설치되는 원판 모양의 제1 설치부(112)와, 상기 하우징부(111)의 타단에 소정 지름을 가지도록 설치되는 원판 모양의 제2 설치부(113) 및 상기 제1, 2 설치부(112, 113) 사이의 상기 본체부(111) 상에 설치되면서 후술되는 내부관체(120)의 인입 거리를 제한하는 스토퍼(114)를 포함한다.

그리고 제1 설치부(112)에는 도 4에 도시된 바와 같이 180° 간격을 두고 소정 지름을 가지는 관통공(도면부호 없음)이 형성되고, 상기 관통공을 통해 후술되는 내부관체(120)의 가이드부재(122A)가 관통 삽입된다.

또한, 제1 설치부(112)에는 관통공이 형성된 위치상의 둘레 쪽에 상기 관통공으로 연통되는 소정 지름의 체결공(도면부호 없음)이 형성되고, 상기 체결공에 탄성스프링을 통해 상기 관통공 쪽으로 일단이 돌출되도록 탄성 지지되는 소정 길이의 고정부재(115)가 설치된다.

상기와 같은 고정부재(115)의 구성을 통해 관통공을 관통하도록 설치되는 가이드부재(122A)가 고정부재(115)에 의해 위치 고정되게 되면서 내부관체(120)가 외부관체(110)로부터 인입출되는 길이가 조절되게 된다.

그리고 본체부(111)에 세척수가 공급되기 위한 배관(도면부호 없음)이 구비되고, 제2 설치부(113)에 후술되는 제수밸브(130)가 설치되며, 이에 의해 제수밸브(130)의 제어에 의해 세척수가 외부관체(110)를 따라 관로(1) 내부로 공급되거나 차단되게 된다.

내부관체(120)는 관로(1)의 지름과 세척 작업구의 길이 등에 따라 관로(1) 내측으로 삽입되는 길이가 조절되면서 미세 버블과 클린볼(200)을 관로(1) 내부로 토출하는 구성이다.

이러한 내부관체(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 소정 지름과 길이를 가지는 원형 관체로 이루어지는 삽입관부(121)와, 상기 삽입관부(121)의 일단에 설치되는 소정 두께의 고정판부(122)와, 상기 삽입관부(121)의 내부를 관통하도록 설치되면서 관로(1) 내부로 클린볼(200)이 투입되도록 하는 클린볼투입관부(123)와, 상기 삽입관부(121)의 내부를 관통하도록 설치되면서 관로(1) 내부로 압축공기를 공급하는 제1, 2 공기투입관부(124, 125)를 포함한다.

그리고 고정판부(122)에는 외부관체(110) 내부로 인입출되는 길이를 조절하는 소정 길이의 가이드부재(122A)가 설치된다.

또한, 클린볼투입관부(123)에는 도 5에 도시된 바와 같이 소정량의 클린볼(200)이 내부에 수납 보관되는 소정 크기의 클린볼수납박스(127)가 설치되고, 이러한 클린볼투입관부(123)의 일단과 클린볼수납박스(127) 사이에 연결블록(126)이 설치된 다음, 상기 연결블록(126)에 공기투입노즐(126A)이 설치되어 클린볼수납박스(127)에 수납된 클린볼(200)이 공기투입노즐(126A)을 통해 공급되는 고압의 압축공기에 의해 클린볼투입관부(123)를 따라 관로(1) 내부로 투입(토출)되도록 구성될 수 있다.

이때 클린볼수납박스(127)에 수납되는 클린볼(200)은 지름이 12㎜이하인 경질의 HDPE 재질로 이루어지고, 이를 통해 관로(1) 내부에 쉽게 투입할 수 있으면서도 이물질에 부딪치더라도 쉽게 파손되지 않도록 구성된다.

또한, 클린볼(200)은 물의 비중과 유사하도록 0.98~1.03의 비중을 가지도록 제작되어 클린볼(200)이 물속에 가라앉거나 또는 물위에 뜬 상태로 유지되는 것을 방지하고, 이를 통해 관로 세척장치(100)를 통해 소용돌이치도록 관로(1) 내부로 토출되는 미세 버블수에 섞여 관로(1)를 따라 흐르는 동안 클린볼(200)이 관로(1)의 내벽을 고르게 타격하게 되면서 이물질이 효과적으로 제거되게 되고, 이와 동시에 세척수 퇴수구를 통해 물과 함께 클린볼(200)이 쉽게 회수되어 관로(1) 내부에 클린볼(200)이 잔존하는 것이 확실하게 방지된다. 이때 클린볼(200)에는 비중을 조절하기 위해 도 12에 도시된 바와 같이 3㎜ 이하의 구멍이 복수 개 형성될 수 있다.

한편, 클린볼투입관부(123)가 설치되는 제1, 2 공기투입관부(124, 125)의 일단에는 제어밸브(도시하지 않음)가 각각 설치되고, 상기 제어밸브를 통해 제1 공기투입관부(124) 또는 제2 공기투입관부(125) 중에서 선택된 어느 한 쪽으로 공기가 투입되도록 공기가 투입되는 배관을 선택할 수 있도록 구성된다.

제수밸브(130)는 외부관체(110)의 타단 즉, 제2 설치부(113)에 볼트와 너트 등의 체결부재를 통해 강건하게 조립되어 내부관체(120)의 내부로 유체를 공급하거나 또는 차단하는 것으로, 이러한 제수밸브(130)는 공지되어 널리 사용되는 다양한 구조의 제수밸브 또는 게이트밸브 중에서 선택되어 구성되며, 따라서 제수밸브(130)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

미세기포분사장치(140)는 내부관체(120)의 일단에 설치되면서 관로(1) 내부로 삽입되어 미세기포를 발생시키는 구성이다.

이러한 미세기포분사장치(140)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 일측면이 개방된 소정 크기의 수용공간(A)이 형성되는 분사장치본체(141)와, 상기 분사장치본체(141)의 일측에 조립되어 고정되면서 소정 길이를 가지는 축(142A)이 구비되어 수용공간(A)의 가운데 쪽으로 축(142A)이 위치되도록 하는 축고정체(142)와, 상기 수용공간(A)의 내부에 설치되면서 제1, 2 공기투입관부(124, 125)를 통해 투입되는 공기에 의해 회전 동작되는 임펠러(143) 및 상기 축(142A)의 일단에 조립되어 상기 임펠러(143)의 이탈을 방지하는 고정부재(146)를 포함한다. 이때 고정부재(146)는 임펠러(143)의 가운데 부분만을 부분적으로 커버하게 된다.

그리고 분사장치본체(141)에는 내부관체(120)의 제1, 2 공기투입관부(124, 125)와 각각 연결되면서 수용공간(A)과 연통되는 제1 공기투입공(141A)과 제2 공기투입공(141B)이 각각 형성된다.

또한, 임펠러(143)는 도 9(a, b)에 도시된 바와 같이 수용공간(A)에 삽입되도록 소정 지름을 가지는 원판 모양의 임펠러본체(143A)와, 상기 임펠러본체(143A)의 일측면에 돌출 형성되어 방사상으로 복수 개의 돌기가 형성되는 톱니부(143B)와, 상기 임펠러본체(143A)와 상기 톱니부(143B)의 가운데 부분을 관통하여 형성되는 소정 지름의 축관통공(143C) 및 상기 축관통공(143C)을 중심으로 임펠러본체(143A)와 톱니부(143B)의 일측면에 소정 깊이를 가지도록 형성되는 베어링안착부(143D)를 포함한다.

이에 더해 임펠러본체(143A)에는 톱니부(143B)가 형성된 일측에서 타측으로 공기가 분배되어 토출되도록 하는 소정 지름의 관통공(H)이 톱니부(143B)의 돌기 위치에 맞추어 방사상으로 복수 개 형성되고, 이를 통해 도 7에 도시된 바와 같이 압축공기에 의해 임펠러(143)가 회전되게 됨과 동시에 관통공(H)을 통해 수용공간(A) 내부에서 외부로 배출(토출)되게 된다.

상기와 같은 구성을 통해 제1, 2 공기투입관부(124, 125) 중에서 선택된 어느 하나의 공기투입관부를 통해 고압의 공기(압축공기)가 공급되면, 제1 공기투입공(141A) 또는 제2 공기투입공(141B)을 통해 수용공간(A) 내부로 공기가 유입되어 임펠러(143)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 동작시키게 되고, 이와 동시에 임펠러(143)를 회전시킨 공기는 관통공(H)을 통해 수중으로 토출되게 되면서 미세 버블을 만들게 된다.

이때 임펠러(143)의 회전으로 관통공(H)이 함께 회전되게 되면서 수중으로 토출되는 미세 버블에 강한 소용돌이가 발생하게 되고, 그 결과 클린볼투입관부(123)를 통해 관로(1) 내부로 토출되는 복수 개의 클린볼(200)이 강한 소용돌이에 휘말려 관로(1) 내벽을 강하게 타격하게 되며, 이에 의해 관로(1) 내벽에 부착된 오염물이 클린볼(200)과 미세 버블이 서로 뒤섞여 유동(소용돌이)되는 복합 작용에 의해 효과적으로 제거되게 된다.

상기와 같이 구성되는 관로 세척장치(100)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 관로(1)의 일측에 마련되는 세척 작업구에 설치되어 사용되고, 이하에서는 이러한 관로 세척장치(100)를 이용한 세척 방법에 대하여 설명한다.

(1) 세척장치 설치 단계(S10)

이 단계는 세척이 요구되는 관로(1)를 선정한 다음, 선정된 관로(1)에 관로 세척장치(100)를 설치하는 것이다.

이때 세척 작업구간과 타 구간 간을 연결하는 밸브(도시하지 않음) 등을 차단하여 세척구간을 유로 내에서 고립시키고, 관로 세척장치(100)가 설치되기 위한 세척 작업구(도면부호 없음)와 세척수 퇴수구(도면부호 없음)가 설치된다.

그리고 관로(1) 내부의 CCTV 장비를 통해 관로(1) 내부의 이물질 부착 상태를 촬영하여 확인하고, 필요시 수질과 작업 구간 내의 수압 및 유량을 측정하여 누수 여부와 누수량 등을 검사하게 된다.

위와 같이 세척 대상 관로(1)에 세척 작업구와 세척수 퇴수구가 각각 설치되어 세척 작업이 준비되고 나면, 도 11에 도시된 바와 같이 세척 작업구에 관로 세척장치(100)가 설치된다.

(2) 클린볼 회수 및 세척수 처리장치 설치 단계(S20)

이 단계는 세척 작업구에 관로 세척장치(100)가 설치되고 나면, 세척수 퇴수구 쪽에 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)를 설치하는 것으로, 이때 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)는 관로(1) 내부에서 배출되는 세척수와 클린볼(200)이 분리 수거되도록 구성된다.

이러한 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)는 도 13에 도시된 바와 같이 소정 크기를 가지는 사각 박스 모양의 본체(310)와, 상기 본체(310)의 일측 상부에 설치되면서 세척수 퇴수구와 연결되는 소정 지름의 유입관(320)과, 상기 본체(310)의 타측 상부에 설치되면서 이물질이 제거된 세척수가 배출되는 소정 지름의 배출관(330)과, 상기 본체(310)의 상부 일측에 위치되면서 상기 유입관(320)을 통해 본체(310) 내부로 유입되는 클린볼(200)이 회수되는 클린볼회수부(340) 및 상기 본체(310)의 내측 상부 타측에 위치되면서 본체(310)로 유입된 세척수의 이물질을 제거하는 필터부재(350)를 포함한다.

이때 본체(310)의 내측 하부에는 소정 크기의 저장공간(311)이 형성되도록 "ㅡ"자 또는 "ㅗ"자 단면 모양의 격판(312)이 설치되는데, 이러한 격판(312)에는 클린볼(200)의 지름보다 작은 지름의 구멍이 복수 개 형성되어 클린볼(200)은 클린볼회수부(340)에 따로 걸러지면서도 세척수는 저장공간(311)과 필터부재(350)를 통과하여 배출관(330) 쪽으로 배출되도록 구성된다.

상기와 같은 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)가 세척수 퇴수구 쪽에 설치되고 나면, 후술되는 관로 세척 단계(S30)로 진행된다.

(3) 관로 세척 단계(S30)

이 단계는 위 단계에서 관로 세척장치(100)와 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)가 각각 설치되고 나면, 관로 세척장치(100)에 컴프레서가 연결되어 세척을 진행하는 것이다.

이때 본 발명은 공기투입노즐(126A)을 통해 압축공기가 공급되고, 이와 동시에 제1 공기투입관부(124) 또는 제2 공기투입관부(125) 중에서 선택된 어느 하나의 배관을 통해 고압의 공기(압축공기)가 공급되며, 이에 의해 클린볼수납박스(127) 내부에 수납된 클린볼(200)이 자중과 압축공기에 의해 클린볼투입관부(123)를 따라 관로(1) 내부로 토출되고, 이와 동시에 미세기포분사장치(140)의 임펠러(143)를 시계 방향 또는 반시계방향으로 회전 동작되면서 관통공(H)을 통해 공기가 분배되어 관로(1) 내부로 토출되게 된다.

그 결과 관로(1) 내부로 공급되는 세척수 또는 관로(1) 내부에 잔존하는 세척수상에 미세 버블과 클린볼(200)이 섞인 소용돌이가 형성되게 되고, 이에 의해 미세 버블과 클린볼(200)이 소용돌이에 의해 관로(1) 내벽에 강하게 부딪치게 되면서 관로(1)에 부착(고착)된 오염물질이 제거되게 된다.

한편, 컴프레서를 통해 생성되는 압축공기는 관로(1)의 지름에 따라 설정된 압력 이내로 유지되도록 제어되고, 세척이 진행되면서 설정된 시간 단위별로 세척수 퇴수구 쪽으로 배출되는 세척수의 탁도를 검출하여 세척의 계속 진행여부를 판단하게 된다.

여기서 세척수의 탁도가 설정된 기준 탁도에 도달하게 되면, 후술되는 클린볼 회수 단계(S40)로 진행된다.

(4) 클린볼 회수 및 세척수 처리단계(S40)

이 단계는 위 관로 세척 단계(S30)에서 세척수 퇴수구를 통해 배출되는 세척수의 탁도가 기준 탁도에 도달하게 되면, 관로(1) 내부로 투입된 공기와 잔존하는 클린볼(200)을 회수하여 세척을 종료하는 것이다.

이때 관로 세척장치(100)를 통해 클린볼(200)의 투입을 멈춘 상태에서 세척수를 소정 시간 동안 투입하고, 이를 통해 관로(1) 내부에 잔존하는 클린볼(200)이 세척수 퇴수구를 통해 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)의 클린볼회수부(340)에 수용되도록 한다.

또한, 관로(1) 내부에 잔존하는 공기와 이물질이 충분히 배출될 수 있도록 배수 작업이 지속되고, 이렇게 이물질이 충분히 배출되고 나면, 설치된 관로 세척장치(100)와 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)가 제거되며, 세척 작업구와 세척수 퇴수구를 밀봉시킨 다음, 세척 작업이 종료된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 미세기포 발생장치를 통해 미세 버블의 유동 방향이 조절되고, 이를 통해 클린볼이 미세 버블(미세공기방울)의 유동(소용돌이)에 의해 관로 내벽에 무수히 부딪치면서 이동하게 되어 회오리치는 난류와 맥동류에 의해 연질의 물때가 제거되게 되며, 클린볼에 의해 경질의 이물질 제거되게 되고, 그 결과 관로 내벽에 부착 및 고착된 이물질과 물때가 효과적으로 제거되게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

1: 관로 100: 관로 세척장치
110: 외부관체 111: 본체부
112: 제1 설치부 113: 제2 설치부
114: 스토퍼 115: 고정부재
120: 내부관체 121: 삽입관부
122: 고정판부 122A: 가이드부재
123: 클린볼투입관부 124: 제1 공기투입관부
125: 제2 공기투입관부 126: 연결블록
126A: 공기투입노즐 127: 클린볼수납박스
130: 제수밸브 131: 제1 플랜지결합부
132: 제2 플랜지결합부 140: 미세기포분사장치
141: 분사장치본체 141A: 제1 공기투입공
141B: 제2 공기투입공 142: 축고정체
142A: 축 143: 임펠러
143A: 임펠러본체 143B: 톱니부
143C: 축관통공 143D: 베어링안착부
144: 베어링 145: 부싱
146: 고정부재 200: 클린볼
210: 볼본체부 220: 요홈부
300: 클린볼 회수 및 세척수 처리장치
310: 본체 311: 저장공간
312: 격판 320: 유입관
330: 배출관 340: 클린볼회수부
350: 필터부재 A: 수용공간
H: 관통공

Claims (5)

1. 상수도 관로(1)의 내부에 흡착된 스케일을 제거하기 위해 사용되는 관로 세척장치(100)에 있어서,
   상기 관로 세척장치(100)는,
   소정 지름과 길이를 가지는 외부관체(110);
   상기 외부관체(110)의 내부에 삽입 설치되면서, 슬라이딩 동작에 의해 상기 외부관체(110)로부터 일단이 인입출되어 길이가 조절되는 내부관체(120);
   상기 외부관체(110)의 타단에 조립되어 상기 내부관체(120) 내부의 유로를 개폐하는 제수밸브(130); 및
   상기 내부관체(120)의 일단에 설치되면서 상기 관로(1) 내부로 삽입되어 미세기포를 발생시키는 미세기포분사장치(140);
   를 포함하고,
   상기 내부관체(120)는,
   상기 외부관체(110)의 내부를 관통하도록 삽입되는 소정 지름의 삽입관부(121);
   상기 삽입관부(121)의 내부를 관통하도록 설치되면서 상기 관로(1) 내부로 클린볼(200)이 투입되도록 하는 클린볼투입관부(123); 및
   상기 삽입관부(121)의 내부를 관통하도록 설치되면서 상기 관로(1) 내부로 압축공기를 공급하는 제1, 2 공기투입관부(124, 125);
   를 포함하며,
   상기 미세기포분사장치(140)는,
   상기 제1, 2 공기투입관부(124, 125)의 일단에 설치되고, 상기 제1 공기투입관부(124) 또는 상기 제2 공기투입관부(125)를 통해 공급되는 압축공기에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 동작되면서 상기 관로(1) 내부에서 미세기포를 생성하도록 구성되며,
   상기 미세기포분사장치(140)는,
   일측면이 개방된 소정 크기의 수용공간(A)이 형성되는 분사장치본체(141);
   상기 분사장치본체(141)의 일측에 조립되어 고정되면서 소정 길이를 가지는 축(142A)이 구비되어 상기 수용공간(A)의 가운데 쪽으로 상기 축(142A)이 위치되도록 하는 축고정체(142);
   상기 수용공간(A)의 내부에 설치되면서 상기 제1, 2 공기투입관부(124, 125)를 통해 투입되는 공기에 의해 회전 동작되는 임펠러(143); 및
   상기 축(142A)의 일단에 조립되어 상기 임펠러(143)의 이탈을 방지하는 고정부재(146);
   를 포함하고,
   상기 임펠러(143)에는,
   방사상으로 복수 개의 관통공(H)이 형성되어, 상기 임펠러(143)를 회전 동작시키는 공기가 상기 복수 개의 관통공(H)을 통해 미세 분기되어 상기 수용공간(A)의 외부로 토출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상수도 관로 세척장치
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 클린볼투입관부(123)의 일단에는,
   소정량의 상기 클린볼(200)이 내부에 수납 보관되는 클린볼수납박스(127)가 설치되는 것을 특징으로 하는 상수도 관로 세척장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 클린볼투입관부(123)의 일단과 상기 클린볼수납박스(127) 사이에 연결블록(126)이 더 설치되고,
   상기 연결블록(126)에는,
   공기투입노즐(126A)이 설치되어 상기 클린볼수납박스(127)에 수납된 상기 클린볼(200)이 고압의 압축공기에 의해 상기 클린볼투입관부(123)를 따라 상기 관로(1) 내부로 투입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상수도 관로 세척장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 따른 관로 세척장치(100)를 이용한 상수도 관로 세척공법에 있어서,
   관로(1)의 일단에 상기 관로 세척장치(100)를 설치하는 세척장치 설치 단계(S10);
   상기 관로(1)의 타단에 상기 관로 세척장치(100)에서 투입되는 클린볼(200)을 수거하는 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300)를 설치하는 클린볼 회수 및 세척수 처리장치 설치 단계(S20);
   상기 관로 세척장치(100)를 통해 고압의 공기를 공급하여 상기 관로(1) 내부에 미세 버블을 형성시킴과 동시에 상기 클린볼(200)을 상기 관로(1) 내부로 투입하여 상기 관로(1) 내벽에 흡착 및 고착된 오염물질을 소정 시간 동안 세척하여 제거하는 관로 세척 단계(S30); 및
   상기 관로(1)의 내부를 통과하여 상기 클린볼 회수 및 세척수 처리장치(300) 쪽으로 배출되는 공기, 상기 클린볼(200) 및 오염수를 분리수거하는 클린볼 회수 및 세척수 처리단계(S40);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도 관로 세척장치를 이용한 세척공법.

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