KR20070037113A - 초음파진동기를 이용한 배관청소방법 - Google Patents

Abstract

초음파진동기를 이용한 배관청소방법이 개시된다. 개시된 배관청소방법은, 초음파진동자에 전류를 인가하는 단계; 초음파진동자에서 진동이 발생되는 단계; 초음파진동자에서 발생된 초음파진동이 상기 초음파진동자와 접촉된 유체분자에 전달되는 단계; 상기 유체분자에 전달된 진동이 상기 유체분자와 인접한 다른 유체분자에 전달하고, 다른 유체분자가 또 다른 유체분자에 전달함으로써 계속해서 초음파진동이 유체분자를 따라 확산되는 단계; 및, 상기 유체분자들에 전달된 초음파진동이 배관에 부착된 이물질에 전달되어 상기 이물질을 분쇄시키는 단계;를 포함한다. 따라서, 배관길이가 길고 굴곡이 심한 배관이라 하더라도 사용자가 안전하고 편리하게 배관청소를 할 수 있다.

배관청소, 초음파진동기. 초음파진동자, 내연기관, 냉각수

Description

초음파진동기를 이용한 배관청소방법{A Pipe Cleaning Method by a Supersonic vibrator}

도 1 은, 굴곡이 많은 일반적인 배관의 내벽에 이물질들이 부착된 상태를 개략적으로 도시한 도면,

도 2 는, 본 발명의 초음파진동기를 이용한 배관청소방법을 설명하기 위한 초음파진동기가 설치된 배관을 개략적으로 도시한 도면,

도 3 은, 도 2 배관 중 굴곡부를 확대하여 도시한 도면,

도 4 는, 본 발명의 초음파진동기를 이용한 배관청소방법을 단계별로 분리한 블록도,

도 5 는, 도 4 의 전류인가과정을 주기적으로 자동 인가하는 과정을 설명하기 위한 블록도,

도 6 은, 본 발명의 다른 실시 예로서, 자동차 내연기관 냉각수배관에 적용된 본 발명을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1:배관 3:이물질

6:구동회로 8:유체분자

10:초음파진동자 11:전원선

15:초음파진동기

본 발명은 배관청소방법에 관한 것으로서, 특히, 직경이 작아 인력이나 청소로봇 등으로 청소하기 어려운 배관을 초음파진동기를 이용하여 청소하는 초음파진동기를 이용한 배관청소방법에 관한 것이다.

일반적으로 액체나 기체와 같은 유체를 운반하는 배관은 일정 기간이 지나면 유체에 섞여있는 이물질이나 불순물 등이 배관의 내벽에 달라붙어 배관 내경을 줄이게 된다. 따라서 배관청소는 설치 후 일정기간이 경과하면 주기적으로 실시해야 원활한 유체흐름을 보장할 수 있다.

종래의 배관 청소는, 배관의 크기에 따라 청소하는 방법에 차이가 있었으며, 일반적으로 직경이 큰 배관의 경우 사람이 직접 들어가 청소를 하는 경우도 있고, 사람이 들어갈 수 없을 정도의 직경을 갖는 배관의 경우에는 청소용 도구를 삽입하거나 약품을 배관 내부로 흘려보내 청소하는 방법을 사용하였다.

그러나, 사람이 직접하는 경우는 독성이 강한 유체를 이송하는 배관의 경우는 사용할 수 없을 뿐 아니라, 독성이 없다 하더라도 효율성 및 안전성의 문제가 있으며, 청소용 도구를 사용하는 경우에는 배관의 길이가 길거나 접근하기 용이하지 않은 배관의 경우에는 사용할 수 없는 한계가 있었다. 도 1은, 굴곡이 심한 배관(1)을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 배관을 오래 사용하게 되면 특히 굴곡부에 스케일이나 소위 배관때라고 칭하는 이물질(2)들이 배관의 내벽에 달라붙어 유체의 흐름에 장애를 일으킨다. 이러한 배관은 현재까지 주로 약품을 사용하여 청소를 해왔으나,약품을 사용하는 경우에는 약품의 독성으로 인해 인체에 유해하고 배관청소의 확실한 효과를 거두기도 쉽지 않았다.

이러한 단점을 해결하기 위하여, 국내실용신안 공개번호1996-018184호에서는 세척수로부터 안전하고 용이하게 청소할 수 있도록 분사노즐이 부착된 배관 청소기구를 개시하고 있다. 즉 고압의 세척수가 분사노즐을 통해 고압으로 분사되고 브러쉬에 의해 배관 내부가 청소되는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 세척수와 브러쉬를 이용하여 배관단부에서 가까운 배관 내부는 청소할 수 있을 지 모르나, 배관의 길이가 길거나 브러쉬가 삽입되기 어려울 정도로 배관 직경이 작은 배관, 길이가 길고 구불구불한 배관의 경우에는 세척할 수 없다는 단점이 있다.

상술한 종래기술의 단점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배관의 길이가 길거나, 구불구불하거나, 브러쉬가 삽입될 수 없을 정도로 배관 직경이 작더라도 배관 청소를 용이하고 안전하게 할 수 있는 배관청소방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위한 배관청소방법은, 초음파진동자에 전류를 인가하는 단계; 초음파진동자에서 진동이 발생되는 단계; 초음파진동자에서 발생된 초음파진동이 상기 초음파진동자와 접촉된 유체분자에 전달되는 단계; 상기 유체분 자에 전달된 진동이 상기 유체분자와 인접한 다른 유체분자에 전달하고, 다른 유체분자가 또 다른 유체분자에 전달함으로써 계속해서 초음파진동이 유체분자를 따라 확산되는 단계; 및, 상기 유체분자들에 전달된 초음파진동이 배관에 부착된 이물질에 전달되어 상기 이물질을 분쇄시키는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 직경이 작고 굴곡이 심한 배관이라 하더라도 사용자가 안전하고 편리하게 배관청소를 할 수 있다.

상기 초음파진동자는 상기 배관의 내벽과 접촉되며, 상기 초음파진동자에서 발생된 초음파진동은 상기 배관에도 전달되어 배관 및 상기 유체분자에서 동시에 상기 초음파진동을 상기 배관의 내벽에 부착된 이물질에 전달하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 배관은 기체 또는 액체가 흐르는 모든 배관일 수 있는 것은 당연하지만, 특히 내연기관용 냉각수 배관이거나, 내연기관용 엔진오일 배관일 수 있다.

상기 배관청소방법은, 구동회로가 상기 초음파진동자에 전류를 인가하는 시간을 주기적 또는 비주기적으로 제어하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 단계를 더 포함하면, 자동으로 청소되므로 사용자가 보다 편리하게 배관청소를 할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예를 자세히 설명한다.

도 2 는, 굴곡부에 이물질(3)이 붙어 있고 초음파진동기(15)가 설치된 배관(1)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3 은, 유체분자가 이물질에 부딪히는 과정을 설명하기 위해 유체분자(8)를 과장되게 확대하여 도시한 도 2 굴곡부의 단면도 이다.

도 2 및 도 3 을 참조하면, 초음파진동기(15)는 초음파진동자(10), 구동회로(6), 초음파진동자(10)와 구동회로(6)를 연결하는 전원선(11)으로 구성된다.

초음파진동자(10)는 배관(1)의 내벽에 설치되어 있으나, 배관(1) 내부에 설치되거나 배관(1)을 관통하여 설치할 수도 있다. 배관(1)을 관통할 경우 유체가 세어나오지 않도록 실링하는 것은 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다. 초음파진동자(10)는 유체(7)와 항상 접촉되어 있으며 구동회로(6)와 전기적으로 연결되어 있다. 유체(7)와 항시 접촉되어 있으므로, 유체가 물인 경우 부식방지를 위해 내식성과 전도성을 동시에 갖춘 스테인레스, 티타늄, 듀랄루민 및 알류니늄 합금 등의 재질이 적당하고, 초음파진동자(10)에 양극 및 음극이 동시에 인가될 수 있다.

구동회로(6)에 전원선(11)에 의해 연결된 초음파진동자(10)에 진동에 소요되는 소정의 전압이 공급된다. 구동회로(6)에는 메모리부(미도시)가 포함되어 있으며, 초음파진동자(10)를 랜덤방식 또는 시퀀스 방식으로 수분 또는 수초 동안 연속적 또는 간헐적으로 제어할 수 있다.

메모리부(미도시)는, 구동회로(6)를 제어하는 프로그램이 저장된 메모리가 될 수 있으며, 이러한 메모리에 미리 저장된 프로그램에 따라 초음파진동자(10)를 제어할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 초음파진동기(15)를 이용한 배관청소방법의 단계들을 순차적으로 도시한 블록도이고, 도 5 는 전류인가(S10) 단계를 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.

이하에서는, 도 2 내지 도 5 를 참조하여, 본 발명의 초음파진동기(15)를 이용한 배관청소방법을 자세히 설명한다.

구동회로(6)와 전원선(11)으로 연결된 초음파진동자(10)에 전류가 인가(S10)한다. 도 5를 참조하면, 전원이 인가된 후 구동회로(6)는 프로그램이 저장된 메모리부에 미리 지정된 시간(전류인가시간)이 초과하였는지를 판단(S11)하고 미리 지정된 시간이 도과하지 않았으면 대기(S12)한 후 다시 판단(S11)하고, 지났으면 전류를 차단한다(S13). 전류를 차단한 후 미리 저장된 시간(전류차단시간)이 지났는지를 판단(14)하고 동일하게 도과하지 않았으면 대기(S15)한 후 다시 판단(S14)하고, 도과한 경우에는 전류를 인가한다(S10). 따라서, 자동으로 초음파를 이용하여 배관(1)을 주기적으로 청소할 수 있다.

전류가 인가되면 초음파진동자(10)는 초음파를 발생하게 된다(S20). 참고적으로 초음파는 일반적으로 음향진동의 일종이며, 가청음 보다 높은 음, 즉 주파수 16kHz 이상의 가청범위를 넘는 소리이다. 초음파는 기계적인 진동에 의해 발생되며, 일종의 에너지로 볼 수 있다. 초음파가 유체속으로 전파되는 경우, 예를 들어 정수압이 1기압인 물속에서 소리의 세기가 어느 정도 이상이 되면 음압의 파고값이 1기압을 돌파하여 음 압력이 생기고 물속에 공동이나 기포가 발생한다. 압력이 음에서 양으로 변하는 순간에 공동은 없어지고 강렬한 파괴작용이 일어난다.

진동이 발생하면(S21), 초음파진동자(10)와 접촉된 유체분자에 초음파진동이 전달된다(S30). 전달된 초음파진동은 계속해서 인접한 다른 유체분자에 초음파진동을 전달하고(40), 도 3의 화살표 B와 같이, 이물질과 인접한 유체분자(8)에 초음파 진동이 전달되어 이물질(3) 중 유체분자와 접촉된 부분(4)에 초음파를 전달하면서 강렬한 파괴작용이 일어난다.

또한, 초음파진동자(10)의 초음파진동은 배관(1)에도 전달되어, 도 3의 화살표 A와 같이, 이물질(3)이 달라 붙어있는 배관 부분까지 전달되어 초음파진동은 이물질(3)의 사방에서 이물질(3)에 진동을 전달하게 된다. 결국 이러한 초음파진동으로 인해 배관(1)에 붙은 이물질(3)은 분쇄되어 떨어지게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 도면으로서, 내연기관 특히 자동차의 냉각수 배관을 개략적으로 도시한 도면이다.

냉각수(12)는 엔진(50)의 온도를 식혀주는 유체로서, 냉각수 배관(22)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 보조탱크(9), 라디에이터(20), 냉각팬(30), 물펌프(36), 수온조절기(40)를 포함한다. 이러한 냉각수 배관(22)에 대한 구성은 공지된 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.

냉각수 배관(22) 역시 일정기간 사용하면 냉각수 성분에 의해 이물질이 배관의 내벽에 들러붙는 현상이 발생한다. 이러한 냉각수 배관을 정기적으로 청소하는 방법의 일 예로서, 보조탱크(9)에 초음파진동자(10)를 설치하고 이를 메모리부(미도시)가 구비된 구동회로(6)와 전원선(11)을 연결하여 청소할 수 있다. 도 6 에서는, 보조탱크(9)에 초음파진동자(10)가 설치된 예를 도시하였으나, 라디에이터(20) 또는 냉각수가 흐르는 기타 다른 배관에 설치할 수 있다. 또한, 도 5 에서는 냉각수 배관(22)을 예로 들었으나 자동차 오일 배관에도 적용할 수 있다. 자세한 배관청소방법은 상술한 바와 동일하므로 설명을 생략한다.

이상 설명한 본 발명의 실시 예에 의하면, 본 발명의 배관청소방법은, 배관 직경이 작아 브러쉬가 청소로봇 등이 들어갈 수 없는 경우 배관에 차 있는 유체에 초음파진동을 가함으로써 배관 내벽 속속들이 간편하게 청소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 배관청소방법은, 굴곡이 심한 배관도 손쉽게 청소할 수 있으며, 독성이 있는 약품을 사용하지 않으므로 안전하게 청소할 수 있다.

또한, 본 발명의 배관청소방법은, 구동회로의 메모리부에 청소주기를 정하여 놓음으로써, 주기적으로 자동청소할 수 있어 사용자의 편리성이 매우 향상되며, 특히 자동자 등 내연기관의 냉각수 및 오일 배관에 주기적인 이물질 제거에 매우 효과적이다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 초음파진동자에 전류를 인가하는 단계;

   초음파진동자에서 진동이 발생되는 단계;

   초음파진동자에서 발생된 초음파진동이 상기 초음파진동자와 접촉된 유체분자에 전달되는 단계;

   상기 유체분자에 전달된 진동이 상기 유체분자와 인접한 다른 유체분자에 전달하고, 다른 유체분자가 또 다른 유체분자에 전달함으로써 계속해서 초음파진동이 유체분자를 따라 확산되는 단계; 및,

   상기 유체분자들에 전달된 초음파진동이 배관에 부착된 이물질에 전달되어 상기 이물질을 분쇄시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관청소방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 초음파진동자는 상기 배관의 내벽과 접촉되며, 상기 초음파진동자에서 발생된 초음파진동은 상기 배관에도 전달되어 배관 및 상기 유체분자에서 동시에 상기 초음파진동을 상기 배관의 내벽에 부착된 이물질에 전달하는 것을 특징으로 하는 배관청소방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 배관은 내연기관용 냉각수 배관인 것을 특징으로 하는 배관청소방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 배관은 내연기관용 엔진오일 배관인 것을 특징으로 하는 배관청소방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   구동회로가 상기 초음파진동자에 전류를 인가하는 시간을 주기적 또는 비주기적으로 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관청소방법.

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