KR102672061B1 - 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법 - Google Patents
상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 세척수와 압축공기의 혼합으로 생성된 맥동류의 충격파를 이용하여 노후관로를 세척하도록 하되, 압축공기의 압력 및 분당 공급횟수를 제어하여 맥동류의 충격파가 노후관로에 간헐적으로 전해지도록 하여 노후관로의 세척효율을 높일 수 있고, 압축공기에 포함된 오일 등의 이물질을 필터링하여 세척과정에서의 오염물질의 유입을 방지하며, 또한 압축공기를 드라이어에서 건조 냉각하여 압축공기의 온도상승으로 인한 관내 결로 현상을 예방하고, 압축공기 및 세척수의 균일한 온도로 효과적인 세척효과를 구현할 수 있는 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법을 제공한다.
Description
본 발명은 노후관로 세척공법에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 세척수와 압축공기의 혼합으로 생성된 맥동류의 충격파를 이용하여 노후관로를 세척하는 과정에서 상기 맥동류의 충격파가 노후관로에 간헐적으로 전해지도록 제어하여 노후관로를 최적의 상태로 세척할 수 있도록 한 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법에 관한 것이다.
일반적으로 관 내부를 라이닝 하기에 앞서 전처리로 내면을 세척 및 세관한다. 세척 및 세관공법은 이후 라이닝 공정이 무엇이냐에 따라 사용하는 공법의 종류, 세척 및 세관 범위 등이 다소 다를 수 있다. 세척공법은 주로 단순한 심미적 문제를 해결하기 위해 적용한다. 관 내벽에 단단하지 않게 붙어 있는 이물질을 제거하기 위한 목적을 갖고 있기 때문에 가장 간편하게 사용할 수 있는 공법이다.
세관공법은 관 내벽에 단단하게 부착된 이물질을 제거하기 위한 목적을 갖으며 주로 라이닝 공법의 전처리 공법으로 이용된다. 특히, 분사형 라이닝공법에 대해서는 광범위한 세관이 이루어져야 하는 데, 이는 분사되는 도료가 원활하게 관 표면에 부착되도록 유도하기 위함이다.
다음 표는 세척 및 세관공법의 소분류로서 세척공법은 플러싱, 피그, 공기세척이 가장 활발히 이용되고 있으며, 최근에는 아이스 피깅(또는 아이스 플러싱, 아이스 클리닝) 세척공법이 개발되어 연구 중에 있다. 세관공법으로는 고압수세관, 스크레이퍼 등이 있다.
1) 세척공법
세척공법은 심미적인 수질문제를 해결하기 위해 적용한다. 착색을 일으키는 원인이 되는 연질의 관 내부 침전물 및 부착 이물질을 제거하기 위한 목적을 지니며, 이를 통하여 맛, 냄새문제, 벌레 출현 문제응을 해결할 수 있다. 관 내벽에 발달한 물 때(슬라임)를 제거하여 통수능력을 회복시킬 수도 있으며, 통상적으로 살충제 등 화학처리를 함께 병행한다. 맥동류 세척시 가끔 부착물에 손상을 입혀 철성분이 용출되어 수질 착색 문제를 일으킬 수 있다. 플러싱의 경우 아직까지 이와 같은 수질 착색 문제가 발생한 경우는 없다.
2) 세관공법
세관공법은 관 내벽에 단단하게 부착된 고착물을 연마시켜 제거함으로써 관의 원래 단면적을 되찾을 수 있는 공법으로 주요 세관공법으로는 고압수세관, 스크레이퍼, 화학세관 등이 있다.
세관을 통해 관 내부의 침전물, 슬라임, 스케일 등의 부식 생성물을 제거할 수 있으며, 상수관로의 수리학적 통수능을 신설 시점에 근접하게 복구할 수 있다. 그러나 세관 직후 상수관로 내부 침전물 등이 일시적으로 수돗물의 수질 저하를 유발하거나 라이닝이 안된 관로의 경우, 내부부식 또는 적수 발생 가능성이 증가할 위험이 있다.
라이닝 공법을 적용하기에 앞서 적용되는 세관기술로는 파워볼링, 블라스팅 공법, 화학적 세관 공법 등이 있다. 라이닝 공법 중 특히 분사형 라이닝공법을 적용할 때에는 광범위한 범위에 세관이 이루어져야 하며, 그 외에 삽입형 라이닝공법의 경우 세관 정도가 크지 않아도 적용할 수 있다.
3) 고압수세관공법(Hydraulic-jet Cleaning)
고압수 세관공법은 펌프에 의한 초고압수를 고압호스의 선단에 부착된 분사헤드를 통해 분사시켜 물의 압력만으로 관 내면에 부착된 녹 또는 스케일 등의 오염물질을 제거하는 공법이다.
사용목적에 따라 분사되는 물의 압력을 조절할 수 있으므로 연질의 침전물을 제거하기 위한 경우에는 저압의 세척수를 사용하고 단단한 고착물을 제거하기 위한 경우에는 저압의 세척수를 사용하고 단단하 고착물을 제거하기 위한 경우에는 고압의 세척수를 사용한다. 그러나 압력수를 분사하기 위한 호스를 관 내부에 삽입하기 위해서 관을 절단해야 하기 때문에 최근에는 널리 쓰이지 않고 있다. 또한 라이닝을 재시공하기 전에 기존의 라이닝 면에서 오래되었거나 손상 또는 부실하게 시공괸 일부 비구조적 라이닝면을 제거하는 데에도 쓰인다.
호스 선단에서의 수압은 약 20Ｎ/㎜2(200bar)를 한도로 하는 데 이는 흑연화 부식이 광범위하게 진행된 관체에 구조적인 손상이 가지 않도록 만들기 위함이다. 약 100m 간격으로 진입구를 만들며, 하루에 약 200~300ｍ를 세척할 수 있다. 관이 구조적으로 문제가 있는 경우 관 파손을 유발할 수 있으므로 주의해야 한다.
고압수 세척이 끝나면 청소봉으로 한 번 더 세척한 후, 소독을 하고 나서 통수를 한다. 이때 인산염이나 규산염을 첨가하면 통수 재개초기에 일어날 수 있는 수질 착색을 예방할 수 있다.
고압수 세척공법은 관경 800㎜부터 200㎜까지 적용 가능하며, 대부분의 접합부도 세척이 되지만 곡관의 경우 22.5°보다 큰 곡관은 세척효율이 떨어지는 현상이 발생한다. 이러한 경우 곡관부를 잘라내서 진입구로 이용하는 방법을 사용하기도 한다.
콜탈 라이닝이 되어 있는 강관의 경우에는 세척시 고착물이 벗겨지면서 콜타르 라이닝면이 마모되어 철의 용출에 의한 수질 착색이나 미생물 활성증가, PAHs(다환방향족 탄화수소류, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) 농도 증가 등으로 인한 심각한 수질문제를 야기할 수 있다. 수질기준을 만족시키려면 세척 후 반드시 라이닝을 재시공하여야 한다.
한편, 상수도관은 설치 후 장시간을 사용하게 되면 관로 내면이 산화되어 녹이나 스케일과 같은 이물질들이 관로 내벽면에 생성된다. 이러한 이물질들은 시간이 경과할 수록 두꺼워지고 유체의 흐름을 방해하여 유체 이송에 필요한 에너지소비를 증가하게 한다. 또한 녹과 스케일로 인해 발생하는 적수와 같은 문제점은 민원 발생의 가장 큰 원인 중 하나로 잘 알려져 있다.
관로 내부의 이물질을 제거하기 위하여 관로를 세척하기도 하지만, 관로 내부의 부식을 억제하거나 파손으로 인한 문제의 해결을 위해 관을 교체하거나 혹은 교체하지 않고 기존에 매설된 관의 구조적인 기능을 활용하여 관로의 기능을 복원하는 갱생공사를 시행하기 위해 관로 내부를 세척하기도 한다.
이때, 갱생공법을 적용하기 위해서는 관로 내면의 세척 및 세관 상태에 따라 표면에 부착되는 보수자재의 품질이 결정되기 때문에 노후 관로의 내면에 생성된 이물질(슬라임, 담치, 스케일 등)을 제거하는 공정이 선행되어야만 한다.
대표적인 갱생공법으로는 세관공법, 클리닝공법 및 라이닝 공법의 순서로 진행된다.
세관공법은 상하수관의 내경에 부착되어 있는 스케일을 제거하는 공법이며, 클리닝공법은 세관공법을 거쳐 스케일이 제거된 상하수관의 내경에 부착되어 있는 노후화된 부식층을 제거하는 공법이며, 마지막으로 라이닝 공법은 클리닝 공법이 완료된 후, 스케일이 제거된 상하수관의 내경에 여러 가지 도료를 이용한 도막층을 형성하는 라이닝 공법을 말한다.
세관공법에는 현재까지 여러 기술들이 개발되어 사용되고 있긴 하지만 주로 소구경 관로(600mm)위주로 사용되고 있으며, 중대구경 관로(관경 1,000~1,650mm)의 시공현장에서 실질적으로 사용되는 경우는 사례를 찾아보기 어렵다. 특히 대형 관로 내부에서는 기기를 이용한 세척보다는 인력이 직접 진입하여 수작업으로 관로 내면을 세척하는 실정이다. 이때 인력이 밀폐되고 좁은 관로 내부에서 작업을 수행하기 때문에 열악한 작업환경으로 인하여 시공시간이 길고 안전사고의 위험성이 존재하는 단점이 있다.
관로 내부로 인력이 진입하지 않고 기기를 이용한 관로 내면 세척방법과 관련한 대표적인 선행기술로는 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0656095(명칭: 무동력 자전을 이용한 관로 세척장치)을 예로 들 수 있다.
상기 선행기술은 내부에 축방향으로 관통된 중공부가 형성되며, 원주면으로부터 중공부측으로 다수의 고정홀이 관통되게 형성된 하우징;일단이 상기 하우징의 외면에 소정 각도로 고정되며, 타단이 관로 내명에 접촉하여 구름 동작하여 상기 하우징을 이동시키기위한 전, 후진수단; 상기 하우징에 끼워지며, 고압유체를 이송하기 위한 제 1통로가 축방향으로 형성되며, 내부에 제1통로와 연통하는 제2 통로가 축방향으로 형성되되, 상기 제2 통로로부터 원주방향으로 유체 배출구가 구성된 노즐헤드; 및 상기 노즐헤드의 유체 배출구에 결합되어 고압유체를 관로의 내면으로 분출하여 스케일층을 제거하며, 상기 분출되는 고압유체가 관로내면을 타격할 때의 반발력에 의해 노즐 헤드 및 로타리 조인트를 자전시키기 위한 유체 분사수단을 포함하는 무동력 자전을 이용하는 것을 기술적 요지로 한다.
그러나 선행기술은 고가의 장비를 직접 관로 내부로 투입시켜야 함으로서 작업비용이 많이 소모되고 또한 장비가 투입되지 못할 정도의 소형 관로에는 사용이 제한적인 단점이 있다.
세관공법중에 고압의 세척수를 관로 내부로 분사시키는 방법도 사용되고 있다. 그러나 관로의 세관에 사용되고 난 뒤의 폐세척수는 별도의 정화작업을 거치지 않고 하수관으로 방류되어 버림으로서 환경 오염을 유발하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 세척수와 압축공기의 혼합으로 생성된 맥동류의 충격파를 이용하여 노후관로를 세척하도록 한 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 노후관로의 내부 상황에 따라 압축공기의 공급 시간 및 압축공기의 압력을 제어하여 노후관로를 최적의 상태로 세척할 수 있도록 한 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 압축공기에 포함된 오일 등의 이물질을 필터링하여 세척과정에서의 오염물질의 상수도관 유입을 방지하도록 한 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 압축공기를 드라이어에서 건조 냉각하여 압축공기의 온도상승으로 인한 관내 결로 현상을 예방하고, 압축공기 및 세척수의 균일한 온도로 효과적인 세척효과를 구현할 수 있는 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법을 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 노후관로, 상기 노후관로의 전방 및 후방에 각각 구비되며 상기 노후관로의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제 1, 2관로밸브, 상기 제 1관로밸브의 후방에 위치하며 상기 노후관로에 일단이 연결되는 압축공기 공급관, 상기 압축공기 공급관의 타단에 연결되며 상기 압축공기 공급관으로 고압의 압축공기를 공급하는 압축공기 공급유닛을 이용하여 압축공기와 세척수의 혼합으로 생성된 맥동류의 충격파를 이용하여 노후관로를 세척하는 노후관로 세척공법에 있어서, 노후관로의 유로를 개폐시키는 제 1, 2관로밸브에서 노후관로의 전방에 위치하는 제 1관로밸브를 개방한 다음, 노후관로의 후방에 위치하는 제 1관로밸브를 폐쇄시키는 준비단계, 상기 준비단계를 마친 노후관로의 내부 상태를 내시경 카메라로 확인한 다음, 압축공기 공급유닛인 공기압축기를 구동하여 압축공기를 생성시키는 압축공기 생성단계, 상기 압축공기 생성단계에서 생성된 압축공기를 세퍼레이터로 통과시켜 원심력으로 압축공기에 포함되어 있는 수분을 제거하는 제 1차 수분제거단계, 상기 세퍼레이터를 통과한 압축공기를 에프터쿨러로 냉각시켜 수를 통과하는 과정에서 원심력에 의해 압축공기에 포함되어 있는 수분을 재차 제거하는 제 2차 수분제거단계, 상기 에프터쿨러를 거쳐 수분이 제거된 압축공기를 UV살균기로 통과시켜 상기 압축공기에 포함되어 있는 유해세균을 살균 처리하는 UV살균단계, 상기 UV살균기를 통과한 압축공기를 드라이어의 유로로 통과시키는 과정에서 상기 유로의 주변에 위치하고 있는 냉각기를 통해 압축공기를 냉각시키는 냉각단계, 상기 냉각단계를 거쳐 냉각된 압축공기를 레귤레이터로 통과시켜 압축공기의 압력을 노후관로의 세척에 필요한 압력으로 조정하는 압력조정단계, 상기 압력조정단계를 거친 압축공기를 상기 압축공기 공급관으로 공급하는 과정에서 입력부를 통해 압축공기의 분당 공급횟수를 입력받아 상기 압축공기 공급관으로 압축공기를 공급하는 연결관에 설치되어 있는 솔레노이드밸브를 간헐적으로 개폐 동작시켜 압축공기를 입력부의 분당 공급횟수 만큼 노후관로로 간헐적으로 투입하여 노후관로에서 맥동류의 충격파를 간헐적으로 생성되도록 제어하는 맥동류 제어단계, 상기 맥동류 제어단계를 거쳐 압축공기 공급관으로 간헐적으로 통과하는 압축공기에 포함된 오일 미스트등 이물질을 필터부재로 걸러내는 필터링 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 노후관로 세척공법을 특징으로 한다.
본 발명은 세척수와 압축공기의 혼합으로 생성된 맥동류의 충격파를 이용하여 노후관로를 세척하도록 하되, 압축공기의 압력 및 분당 공급 횟수를 제어하여 맥동류의 충격파가 노후관로에 간헐적으로 전해지도록 하여 노후관로의 세척효율을 높일 수 있고, 압축공기에 포함된 오일 등의 이물질을 필터링하여 세척과정에서의 오염물질의 유입을 방지하며, 압축공기를 드라이어에서 건조 냉각하여 압축공기의 온도상승으로 인한 관내 결로 현상을 예방하고, 압축공기 및 세척수의 균일한 온도로 효과적인 세척효과를 구현할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 맥동류 제어부의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 노후관로 세척을 위한 과정을 도시한 도면.
도 2는 맥동류 제어부의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 노후관로 세척을 위한 과정을 도시한 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명을 설명하기에 앞서 노후관로가 수질에 미치는 영향은 부식에 의하여 용출된 물질이 수돗물에 혼입하여 인체에 위해를 주는 경우는 매우 흔한 현상으로 특히, 관 도료에서 납, 카드뮴, 아연, 구리 등의 중금속 용출이 전형적이다. 수중에 용출된 중금속중 납(Pb)은 신속하게 뼈에 축적되어 배출율이 점차 감소되고 뇌 장애현상을 일으키며, 카드뮴(Cd)은 신체의 간, 신장에 축적되어 농도가 증가하여 호흡기 장애를 일으키며 신장에 독성 및 이따이이따이병을 유발한다. 또한 아연(Zn), 구리(Cu)는 DO, 경도, 온도에 의해 수중 동물에게 메스꺼운 증세 등 독성으로 변한다.
또한 수돗물은 흔히 적수(Red water)라 부르는 녹물을 발생시켜 물의 외관을 해치고 맛의 장애를 일으키며 스케일을 형성하여 관 내부 벽에 부착, 급수관의 통수능력 감소 및 계량기의 기능을 저해하기도 한다. 또한 부식이 원인이 되어 누수나 파손사고가 발생하면 송, 배수 불량은 물론이고, 단수에 의한 급수 서비스의 저조 뿐만 아니라 외부에 피해를 가져오기도 한다. 부식과 함께 관로에 스케일 침착이 일어나 관경이 점점 폐쇄되어 통수 능력 저하의 원인 이되며, 이를 해결하기 위하여 가압 펌핑 비용의 증대를 초래하여 결국 누수방지, 관로의 사용 연한의 단축으로 교체 비용 등 경제적 손실이 발생한다.
한편 노후관로에 발생하는 스케일과 녹에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 스케일은 물속의 무기물이 배관에 들러붙어 형성되는 것을 말한다. 이러한 물속의 스케일 입자는 침상 구조의 형태로 배관에 쉽게 달라붙게 된다. 스케일 발생원인은 유입수의 미생물이 가지고 있는 젤리상 물질에 부유물 또는 무기물이 흡착되거나 무기물의 화학적 반응에 의한 생성물이 배관과 정전기 인력에 의해 침착되어 생성된다. 이러한 스케일을 방치하면 상수관로를 통해 수돗물이 지나야 하는 길을 좁게 만들게 된다. 배수관을 기준으로 최소동수압 1.5㎏/㎠ 및 최대동수압 4.0㎏/㎠ 의 기준을 만족하여야 하는 데, 스케일에 의한 통수단면적의 감소는 배수관의 유속 및 동수압을 높아지게 한다. 스케일의 일부가 떨어져 나와 급수되는 수질저하가 발생될 여지도 있다.
녹은 금속의 표면에 생기는 붉은색의 부식생성물이다. 녹의 발생원인은 금속은 공기 중에 있는 산소, 수분, 이산화탄소 등과 작용하여 그 금속의 산화물, 수산화물, 탄산염 등을 생성하여 변화하는 데, 철의 경우 Fe2O3가 주성분이다. 철의 부식과정에서 Ｈ2 가 발생하는 데 이것을 양극반응이라고 한다. 반대로 음극반응에서는 산성의 Ｈ+이 전자 2ｅ-를 받아서 2Ｈ+ + 2ｅ-→Ｈ2반응이 일어나게 된다. 이 결과 금속관을 통하여 저자 2ｅ-는 양극에서 음극으로 이동되고, 용출된 Fe2+는 물에녹아 들어 안정화된다. 용액의 ＰＨ는 산에서 염기성 쪽으로 바뀌면서 Fe(OH)2 및 용존산소의 산화 작용을 받아 Fe2O3의 형태로 변화하게 된다.
Fe + 3.2O2 + H2O → Fe2O3.H20
이러한 철의 문제점은 금속재질의 상수관로에서 발생, 음료수나 용수에 철분이 많이 포함되면 적갈색을 띄게 되고 금속 맛이 난다. 적수를 도금 작업에 이용하면 도금불량의 원인이 된다. 주철관은 물론 내부에 피복이 있는 관에서도 피복의 노후화와 더불어 발생이 되는 경우가 많다.
한편, 본 발명의 실시 예에서 제시되는 맥동류라는 용어는 펌프나 압축기에 의한 압력 변동에 의해 발생하는 배관계의 불규칙한 유체의 흐름을 말한다.
이하에서는 본 발명에 따른 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법에 대해 구체적으로 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법의 전체 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 맥동류 제어부의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 노후관로 세척을 위한 과정을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법은 노후관로에 생성된 스케일을 세척수와 압축공기의 혼합으로 생성된 맥동류를 이용하여 세척하도록 하되, 특히 노후관로의 내부 상황에 따라 압축공기의 공급 시간을 간헐적으로 제어함과 더불어 압축공기의 압력을 제어토록 하여 노후관로에 발생한 스케일을 보다 효과적으로 척할 수 있도록 하는 데 있다.
즉, 맥동류를 발생시키는 압축공기의 공급시간을 간헐적으로 제어하면 맥동류의 충격파는 시간차를 두고 노후관로에 순차적으로 충격을 가하게 되고, 이를 통해 노후관로의 세척 효율을 높일 수 있다. 또한 공기를 압축하는 과정에서 사용되는 오일이나 기타 오염물질을 필터링하여 세척수를 무단 방류하지 않고 정화시키도록 하여 환경 오염을 방지할 수 있도록 한다.
본 발명의 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법에는 소정의 길이를 가지는 노후관로(200), 상기 노후관로(200)의 전방 및 후방에 각각 구비되며 상기 노후관로(200)의 유로(202)를 개방 및 폐쇄시키는 제 1, 2관로밸브(210, 220), 상기 제 1관로밸브(210)의 후방에 위치하며 상기 노후관로(200)에 일단이 연결되는 압축공기 공급관(230), 상기 압축공기 공급관(230)의 타단에 연결되며 상기 압축공기 공급관(230)으로 고압의 압축공기를 공급하는 압축공기 공급유닛(100)을 포함한다.
상기 압축공기 공급유닛(100)은 공기압축기(10), 세퍼레터(20), 에프터쿨러(30), UV살균(40), 드라이어(50), 레귤레이터(60), 맥동제어수단(70), 필터부재(80), 밸브를 포함한다.
상기 공기압축기(10)는 외부에서 인가된 전원으로 공기를 압축시켜 압축공기를 생성하는 수단으로서, 컴프레셔를 예로들 수 있다. 상기 공기압축기(10)에서 생성되는 압축공기(700kPa)는 연결관을 통해 세퍼레터(20)로 공급된다.
상기 세퍼레이터(20)와 에프터쿨러(30)는 공기압축기(10)에서 공급되는 압축공기에 포함되어 있는 수분을 제거하는 수단이다.
상기 세퍼레이터(20)는 원심분리 방식으로 공기압축기(10)에서 공급된 압축공기에 원심력을 부여하여 압축공기에 포함되어 있는 수분을 제거한다. 즉, 압축공기에는 공기압축기의 구동에 따라 열과 외부로 부터 유입되는 공기 등의 여러요인에 의해 수분이 포함될 수 있는 데, 이때의 수분은 공기제어회로나 기타 압축공기 공급유닛을 구성하는 각종 기기 등에 오동작이나 고장을 유발할 수 있어 반드시 제거해야만 한다.
상기 에프터 쿨러(30)는 상기 세퍼레이터(20)와 연결되며 상기 세퍼레이터(20)를 통과하여 일차적으로 수분이 제거된 압축공기에서 열을 대기 중으로 방출시키는 장치로서, 상기 에프터 쿨러(30)를 통해 압축공기는 냉각되는 과정에서 압축공기에 포함된 수분을 재차 제거하게 된다.
상기 UV살균기(40)는 상기 에프터쿨러(30)를 통과하여 냉각된 압축공기에 포함되어 있는 각종 세균을 살균 처리한다. 압축공기는 노후관로(200)의 세척에 사용되는 수단인 바, 압축공기에 포함된 세균을 처리하지 않고 노후관로(200)의 세척에 사용될 경우, 세척이 완료된 뒤에도 압축공기에 섞여있는 세균에 의해 노후관로를 오염시킬 위험이 있는 바, 세균 제거 역시 필수적으로 수행하여야 한다.
상기 드라이어(50)는 상기 UV살균기(40)를 거쳐 살균 처리된 압축공기를 일정온도 이하로 냉각토록 한다. 드라이어(50)는 압축공기를 통과시키는 유로를 코일 형상으로 성형하고, 상기 유로의 주변을 따라 냉각기를 장착하여 상기 코일형의 유로를 압축공기가 통과하는 동안 냉각된다.
드라이어(50)는 압축공기를 일정온도 이하로 냉각하여 세척수와 혼합과정에서 맥동류를 생성할 때, 맥동류가 상온(25 ℃이하)이 되도록 하여 노후관로(200)의 온도를 일정하게하여 세척 효율을 높일 수 있도록 유도한다.
상기 레귤레이터(60)는 상기 드라이어(50)를 통과한 압축공기의 압력을 조정하는 수단이다. 즉, 공기압축기에서 700의 압력으로 압축공기를 생성하더라도 노후관로(200)의 내부 상황에 맞추어 압축공기의 압력을 설정하여 조정할 수 있다.
상기 맥동류 제어부(70)는 노후관로를 세척하는 동안 압축공기를 지속적으로 공급하는 것이 아니라, 압축공기를 간헐적으로 통과시켜 세척수와 혼합되도록 하여 맥동류를 간헐적으로 생성하여 노후관로(200)로 투입되도록 한다. 맥동류를 간헐적으로 생성하면 맥동류의 충격파가 노후관로(200)에 시간차를 두고 가해질 수 있으며. 이러한 방식은 노후관로(200)에 맥동류의 충격파를 지속적으로 가해지는 방식에 비해 노후관로(200)의 세척력을 효과적으로 높일 수 있다.
상기 맥동류 제어부(70)는 솔레노이드밸브(72), 제어부(74) 그리고 입력부(76)를 포함할 수 있다.
솔레노이드밸브(72)는 드라이어(50)와 압축공기공급관(230)을 연결하는 연결관(78)에 설치되어, 제어부(74)에서 인가된 전원에 의해 전기적으로 동작하며 연결관(78)의 유로를 개방 및 폐쇄시키게 된다.
입력부(76)는 솔레노이드밸브(72)의 분당 동작횟수를 제어부(74)에 입력시킨다.
제어부(74)는 상기 입력부(76)에서 입력된 분당 횟수만큼 솔레노이드밸브(72)로 전원을 간헐적으로 공급하게 되며, 제어부(74)의 제어 동작에 의해 솔레노이드밸브(72)는 간헐적으로 동작하며 연결관의 유로를 선택적으로 개방시켜 압축공기의 공급을 간헐적으로 제어한다.
상기 압축공기 공급관(230)에는 적어도 하나 이상의 필터부재(80)를 더 설치할 수 있다.
상기 필터부재(80)는 압축공기 공급관(230)을 통과하는 압축공기에 포함되어 있는 오일이나 기타 잔류할 수 있는 오염물질을 최종적으로 걸러내 정화된 압축공기를 노후관로(200)로 공급하도록 한다.
이와 같이 구성된 압축공기 공급유닛(100)을 이용하여 노후관로(200)를 세척하는 공법을 설명하기로 한다.
본 발명의 노후관로 세척공법은 준비단계(S10), 압축공기 생성단계(S20), 제 1차 수분제거단계(S30), 제 2차 수분제거단계(S40), UV살균단계(S50), 냉각단계(S60), 압력조정단계(S70), 맥동류 제어단계(S80) 및 필터링 단계를 포함한다.
상기 준비단계(S10)는 노후관로(200)의 세척구간을 사전조사하고 단수를 대상지역에 홍보한다. 사전조사에서는 대상지역 세척구간 관망해석, 세척구간 관로, 밸브류 및 급수전을 조사한다. 그리고 밸브 개폐 확인 및 압축공기를 투입하기 위한 압축공기 공급관 연결 및 퇴수구를 설치한다. 이때 세척을 위한 노후관로(200)의 유로를 개폐시키는 제 1, 2관로밸브(210, 220)에서 노후관로(230)의 전방에 위치하는 제 1관로밸브(210)를 개방하고, 노후관로(230)의 후방에 위치하는 제 1관로밸브(210)를 폐쇄시키도록 한다. 이렇게 되면 노후관로(230)를 흘러가는 유체는 노후관로(230)의 유로에 고이기 시작하며 세척수로 활용된다.
상기 압축공기 생성단계(S20)는 내시경 카메라로 노후관로(230)의 내부 상태를 확인한 다음, 압축공기 공급유닛을 작동시켜 압축공기를 생성하게 된다.
제 1, 2차 수분제거단계(S30, S40), 압력조정단계(S70), 맥동류 제어단계(S80)는 압축공기 공급유닛의 주 공정으로서 압축 공기를 노후관로(200)에 공급하는 과정에서 압축공기에 포함된 수분 및 각종 세균을 제거하고, 또한 압축공기를 일정온도 로 유지하여 시간차를 두고 압축공기를 간헐적으로 노후관로(200)에 공급하도록 하여 맥동류의 충격파가 노후관로(200)에 간헐적으로 공급되도록 하여 세척 효율을 높이도록 하는 공정이다.
제 1차 수분제거단계(S30)는 전 공정인 압축공기 생성단계(S20)에서 생성된 압축공기를 세퍼레이터(20)로 통과시키는 과정에서 원심력에 의해 압축공기에 포함되어 있는 수분을 1차로 제거한다.
제 2차 수분제거단계(S40)는 전 단계의 세퍼레이터(20)를 통과한 압축공기를 에프터 쿨러(30)로 통과시켜, 상기 에프터쿨러(30)에서 압축공기를 냉각시켜 압축공기에 포함된 수분을 재차 제거한다.
상기 UV살균단계(S50)는 전 단계인 제 2차 수분제거단계(S40)를 거친 압축공기에 UV살균기(40)를 거쳐 압축공기에 포함되어 있는 각종 유해세균을 살균 처리한다.
상기 냉각 단계(S60)는 전 단계인 UV살균단계(S50)를 거쳐 살균 처리된 압축공기가 드라이어(50)의 유로를 통과하는 과정에서 상기 유로의 주변에 위치하고 있는 냉각기에 의해 일정온도로 유지시킨다. 이때 압축공기를 다시 냉각하는 것은 수분을 최종적으로 제거하는 것과 더불어 압축공기를 드라이어에서 건조 냉각하여 압축공기의 온도상승으로 인한 관내 결로 현상을 예방하고, 압축공기 및 세척수의 균일한 온도로 세척함으로 노후관로의 세척 효율을 높일 수 있도록 유도한다.
상기 압력조정단계(S70)는 전 단계인 냉각단계(S60)를 거쳐 냉각된 압축공기를 레귤레이터(60)로 통과시켜 압축공기의 압력을 노후관로(200)의 세척에 필요한 압력으로 조정하게 된다.
상기 맥동류 제어단계(S80)는 전 단계인 압력조정단계(S70)를 거쳐 압력이 조정된 압축공기를 노후관로(200)에 투입할 때, 작업자의 설정 요구사항에 따라 분당 공급횟수를 자동으로 제어한다. 일 예로 입력부(76)에 분당 공급회수를 입력하면 제어부(74)는 입력부(76)에서 입력된 값에 맞추어 솔레노이드밸브(72)로 전원을 간헐적으로 공급하며, 이에 따라 솔레노이드밸브(72)는 압축공기 공급관(230)에 연결되어 있는 연결관의 유로를 선택적으로 개방하며 압축공기를 간헐적으로 통과시키게 된다. 상기 맥동류 제어단계를 통해 압축공기를 입력부의 분당 공급횟수 만큼 노후관로로 간헐적으로 투입하여 노후관로에서 맥동류의 충격파를 간헐적으로 생성되도록 제어함으로서 노후관로에는 압축공기가 공급되는 순간, 세척수와의 혼합으로 맥동류의 충격파가 순간적으로 생성된 후, 소멸되고, 다시 일정시간 후, 재생성되는 과정을 반복하며 노후관로(200)로 전해지게 됨으로서 맥동류의 충격파가 노후관로(200)에 시간차 없이 지속적으로 가해지는 방식에 비해 노후관로(200)를 효과적으로 세척할 수 있다.
상기 필터링 단계(S80)는 상기 맥동류 제어단계(S70)를 거쳐 압축공기 공급관(230)으로 간헐적으로 통과하는 압축공기에 포함된 이물질을 필터부재(80)로 걸러내 세척과정에서의 노후관로의 오염을 방지한다.
상기한 단계를 거쳐 노후관로(200)의 세척이 완료되면 맥동류의 세척수 상태를 확인한 후, 내시경 카메라로 세척작업이 종료된 노후관로를 촬영하여 세척후 노후관로의 내부 세척상태를 확인한 다음, 투입구 및 퇴수구를 복구한 후, 작업을 종료한다.
10: 공기압축기 20: 세퍼레이터
30: 에프터 쿨러 40: UV살균기
50: 드라이어 60: 레귤레이터
70: 맥동류 제어부 80: 필터부재
200: 노후관로 210: 제 1관로밸브
220: 제 2관로밸브 230: 압축공기 공급관
30: 에프터 쿨러 40: UV살균기
50: 드라이어 60: 레귤레이터
70: 맥동류 제어부 80: 필터부재
200: 노후관로 210: 제 1관로밸브
220: 제 2관로밸브 230: 압축공기 공급관
Claims (1)
- 노후관로(200), 상기 노후관로(200)의 전방 및 후방에 각각 구비되며 상기 노후관로(200)의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제 1, 2관로밸브(210, 220), 상기 제 1관로밸브(210)의 후방에 위치하며 상기 노후관로(200)에 일단이 연결되는 압축공기 공급관(230), 상기 압축공기 공급관(230)의 타단에 연결되며 상기 압축공기 공급관(230)으로 고압의 압축공기를 공급하는 압축공기 공급유닛을 이용하여 압축공기와 세척수의 혼합으로 생성된 맥동류의 충격파를 이용하여 노후관로(200)를 세척하는 노후관로 세척공법에 있어서,
노후관로(200)의 유로를 개폐시키는 제 1, 2관로밸브(210, 220)에서 노후관로(200)의 전방에 위치하는 제 1관로밸브(210)를 개방한 다음, 노후관로(200)의 후방에 위치하는 제 2관로밸브(220)를 폐쇄시키는 준비단계(S10);
상기 준비단계(S10)를 마친 노후관로(200)의 내부 상태를 내시경 카메라로 확인한 다음, 압축공기 공급유닛인 공기압축기(10)를 구동하여 압축공기를 생성시키는 압축공기 생성단계(S20);
상기 압축공기 생성단계(S20)에서 생성된 압축공기를 세퍼레이터(20)로 통과시켜 원심력으로 압축공기에 포함되어 있는 수분을 제거하는 제 1차 수분제거단계(S30);
상기 세퍼레이터(20)를 통과한 압축공기를 에프터쿨러(30)로 냉각시켜 압축공기에 포함되어 있는 수분을 재차 제거하는 제 2차 수분제거단계(S40);
상기 에프터쿨러(30)를 거쳐 수분이 제거된 압축공기를 UV살균기(40)로 통과시켜 상기 압축공기에 포함되어 있는 유해세균을 살균 처리하는 UV살균단계(S50);
상기 UV살균기(40)를 통과하여 살균 처리된 압축공기를 코일 형상으로 성형된 드라이어(50)의 유로를 통과시켜, 상기 코일형의 유로의 주변을 따라 설치되어 있는 냉각기를 통해 상기 유로를 통과하는 중인 압축공기를 일정온도 이하로 냉각하여 세척수와 혼합과정에서 맥동류를 생성할 때, 맥동류가 상온인 25 ℃이하가 되도록 하여 노후관로(200)의 온도를 일정하게 하여 관내 결로 현상을 예방하고, 압축공기 및 세척수의 균일한 온도로 노후관로(200)를 세척하여 노후관로(200)의 세척 효율을 높이도록 하는 냉각단계(S60);
상기 냉각단계(S60)를 거쳐 냉각된 압축공기를 레귤레이터(60)로 통과시켜 압축공기의 압력을 노후관로(200)의 세척에 필요한 압력으로 조정하는 압력조정단계(S70);
상기 압력조정단계(S70)를 거쳐 압력이 조정된 압축공기를 노후관로(200)에 투입할 때, 작업자의 설정 요구사항에 따라 분당 공급횟수를 자동으로 제어하도록 하는 것으로서, 입력부(76)에 분당 공급회수를 입력한 후, 제어부(74)는 상기 입력부(76)에서 입력된 값에 맞추어 솔레노이드밸브(72)로 전원을 간헐적으로 공급하며, 상기 솔레노이드밸브(72)는 상기 제어부의 제어 신호에 따라 압축공기 공급관(230)에 연결되어 있는 연결관의 유로를 선택적으로 개방하여 압축공기를 간헐적으로 통과시켜, 압축공기를 입력부의 분당 공급횟수 만큼 노후관로(200)로 간헐적으로 투입하여 노후관로(200)에서 맥동류의 충격파를 간헐적으로 생성되도록 제어함으로서, 노후관로(200)에는 압축공기가 공급되는 순간, 세척수와의 혼합으로 맥동류의 충격파가 순간적으로 생성된 후, 소멸되고, 다시 일정시간 후, 재생성되는 과정을 반복하며 노후관로(200)로 전해지는 맥동류의 충격파를 간헐적으로 생성되도록 제어하는 맥동류 제어단계(S80);
상기 맥동류 제어단계(S80)를 거쳐 압축공기 공급관(230)으로 간헐적으로 통과하는 압축공기에 포함된 이물질을 필터부재(80)로 걸러내는 필터링 단계(S90)로 이루어짐을 특징으로 하는 노후관로 세척공법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230029880A KR102672061B1 (ko) | 2023-03-07 | 2023-03-07 | 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230029880A KR102672061B1 (ko) | 2023-03-07 | 2023-03-07 | 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102672061B1 true KR102672061B1 (ko) | 2024-06-03 |
Family
ID=91496542
Family Applications (1)
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| KR1020230029880A KR102672061B1 (ko) | 2023-03-07 | 2023-03-07 | 상수관로 노후도에 따라 맥동 제어가 가능한 세척공법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102672061B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100305181B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2001-09-24 | 하진규 | 배관세척장치 |
| KR20040103606A (ko) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | 소완수 | 고압증기 생산장치 및 방법 |
| KR20060073763A (ko) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | 주식회사 에어젠 | 공기압축기용 수분 제거기 |
| KR101555625B1 (ko) | 2014-10-01 | 2015-09-24 | (주)동영이엔씨 | 부단수 관로갱생방법 |
-
2023
- 2023-03-07 KR KR1020230029880A patent/KR102672061B1/ko active IP Right Grant
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