KR20150138802A - 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수도배관 내부의 이물질을 제거하기 위한 수도배관세척방법에 관한 것으로, 상기 수도배관 내부로 질소가스를 주입하여 상기 수도배관 내부에 존재하는 물을 외부로 배출시키는 제1질소주입단계와, 상기 수도배관 내부로 상기 제1질소주입단계의 질소가스 보다 상대적으로 고압의 질소가스를 기준시간동안 주입하여 수도배관 내부를 세척하는 제2질소세척단계를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에서는 고압질소를 이용하여 수도배관 내부 세척하므로, 일반 세척수에 의한 세척에 비해 세척률이 향상되고 단순한 세척수에 비해 상대적으로 고압의 질소를 주입할 수 있어 보다 효율적인 세척이 가능해지는 장점이 있다.

Description

고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법{Cleaning method for water pipe using nitrogen gas}
본 발명은 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수도배관 내벽에 퇴적된 스케일 등 이물질을 제거하기 위하여 고압질소를 이용하여 수도배관 내부를 세척하는 배관세척방법에 관한 것이다.
일반적으로 수도배관은 물을 소정의 장소로 유도하여 이동시키는 통로 역할을 하는 것으로, 주로 건물의 내부, 바닥이나 벽체에 매립된 형태로 설치된다. 이러한 수도배관은 장기간 사용시 내부 벽면이 산화되어 부식됨은 물론 각종 이물질이 내부 벽면에 달라붙어 스케일을 생성시키게 되고, 이러한 스케일은 오랜 시간이 지나면서 고체화되어 배관의 유로를 좁게하는 원인이 된다.
상기와 같이 스케일에 의해 수도배관의 유로 단면적이 작아지면서 유체의 이동이 원활하지 못해 설계된 대로의 수도배관 기능을 하지 못하게 되고, 심한 경우 유체의 이동압력에 의해 수도배관이 파손될 우려도 있다.
따라서, 수도배관 내에 스케일이 많이 생성되는 경우 이를 제거하여 수도배관으로서 정상적인 역할을 수행할 수 있도록 하여 주어야 하며, 이러한 수도배관 내부의 스케일 제거와 관련한 다양한 기술이 개시되어 있다.
이러한 종래기술의 경우에는, 수도배관 내부로 강한 수압의 세척수를 토출시켜 배관내부를 세척하거나, 수압과 함께 압축파동을 이용하여 수도배관 내부의 스케일을 제거하는 방식 등이 제안되어 왔으며, 최근에는 세척수와 함께 압축공기를 주입하여 배관내부를 세척하는 방식도 이용되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술의 경우에는 수도배관의 길이가 길어질수록 수도배관효율이 떨어지게 되는데, 이는 수도배관의 일측으로 주입되는 세척수의 수압이 진행과정에서 점진적으로 감소하여, 수도배관의 말단에서는 스케일 등의 제거효율이 떨어지기 때문이다.
또한, 수도배관의 세척효율을 향상시키기 위하여 수도배관 내부로 주입시키는 세척수의 수압을 증가시킬 수도 있으나, 이 경우 강한 수압의 세척수로 인하여 수도배관이 손상될 우려가 있으며, 특히 노쇠화된 배관의 경우 이러한 손상이 더 쉽게 일어날 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 수도배관 내부에 세척볼을 주입하여 이동하는 세척볼을 이용하여 수도배관 내부를 세척하는 방법도 개시되어 있다. 이러한 종래기술은 수도배관 내부에서 세척볼이 이동하면서 스케일 등 이물질을 긁어 세척수와 함께 배출되도록 하는 구조인데, 상기 세척볼이 수도배관의 일단으로 주입되어 타단으로 이동하는 방식으로 구성된다.
그러나, 이러한 세척볼을 이용한 종래기술 역시, 수도배관의 말단으로 갈수록 세척볼의 이동속도가 떨어지게 되어 수도배관 내부의 위치에 따라 세척율이 달라지는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR10-0778430 B1
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고압질소 및 세척수를 이용하여 수도배관 내부의 스케일 및 이물질을 효율적으로 제거하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 수도배관 내부의 이물질을 제거하기 위한 고압질소를 이용한 수도배관세척방법에 있어서, 고압의 질소가 담긴 압력용기를 통해 상기 수도배관 내부로 질소가스를 주입하여 상기 수도배관 내부에 존재하는 물을 외부로 배출시키고 수도배관 내벽의 고착물을 1차동결시키는 제1질소주입단계와, 상기 압력용기를 이용하여 상기 수도배관 내부로 상기 제1질소주입단계의 질소가스 보다 상대적으로 고압의 질소가스를 기준시간동안 주입하여 상기 수도배관 내벽에 1차동결된 고착물을 배출하고 잔존한 고착물을 2차동결시키는 제2질소주입단계와, 상기 제2질소주입단계에 이어 상기 수도배관에 세척수를 공급하여 수도배관 내부에 남은 이물질을 제거하는 잔존물제거단계를 포함하여 구성된다.
상기 제2질소세척단계는 2회 내지 3회 반복수행되고, 상기 제1질소주입단계에서 고압의 질소가스의 압력은 8kgf/cm2~12kgf/cm2이고, 제2질소주입단계에서 고압의 질소가스의 압력은 30kgf/cm2~40kgf/cm2 이다.
상기 제1질소주입단계 및 제2질소주입단계는 질소공급유닛에 의해 이루어지고, 상기 질소공급유닛은 고압의 질소가스가 내장된 저장탱크와, 상기 저장탱크의 배출구에 구비되어 상기 저장탱크로부터 배출되는 질소를 제어하는 노즐제어부와, 상기 노즐제어부에 연결되고 수도배관 내부로 삽입되는 튜브를 포함하여 구성된다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서는 비활성기체인 고압의 질소를 이용하여 수도배관 내부 세척하므로, 일반 세척수나 압축공기에 의한 세척에 비해 세척률이 향상되고 압축공기에 비하여 상대적으로 고압의 질소를 주입할 수 있어 보다 효율적인 세척이 가능해지는 효과가 있다.
특히 본 발명에서는 극저온의 고압질소를 이용한 제1질소주입단계를 통해 수도배관 내벽에 동결된 일부 표피는 미세한 가루로 배출되고, 남은 잔존물은 이어진 제2질소주입단계에서 급속동결된 후 떨어져 나가 외부로 배출되며, 이때 관석이나 불순물이 동결되어 수분이 줄어들게 되면 수도배관 내벽에 대한 흡착력이 현저하게 떨어지게 되므로, 제2질소세척단계에서 보다 효과적으로 수도배관 세척이 가능해지는 효과가 있다.
또한, 질소는 비활성 기체로서 부식이나 폭발의 위험성이 없고, 수도배관의 손상을 방지할 수 있어 배관 세척 작업의 안정성이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에서는 비교적 가볍고 작은 용기에 저장이 가능한 고압질소를 이용하므로 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법의 활용가능장소가 늘어나게 되고, 안전하고 무해한 질소를 이용하므로 환경오염이나 발화로부터 자유로운 상태에서 작업이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제2질소주입단계에서 30kgf/cm2~40kgf/cm2 압력의 질소를 12초 내지 20초 사이 동안 주입함으로써, 배관 종류 및 배관 길이에 관계없이, 대부분의 배관의 세척율을 높일 수 있고, 따라서 숙달되지 않은 작업자도 용이하게 수도배관을 세척할 수 있어 작업성이 향상되는 효과도 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 수도배관 세척방법에 사용되는 수도배관 세척장치의 일실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 수도배관 세척방법을 이용하여 수도배관 내부에 고압질소를 주입하였을 때 배관의 길이에 따라 변하는 수도배관 내부압력의 상태를 공기주입시와 비교하여 보인 그래프.
도 3은 본 발명에 의한 수도배관 세척방법을 이용하여 수도배관 내부에 일정시간 동안 고압질소를 주입하였을 때 시간에 따라 증가하는 수도배관 내부압력의 상태를 공기주입시와 비교하여 보인 그래프.
도 4는 본 발명에 의한 수도배관 세척방법을 이용하여 수도배관 내부에 주입하는 고압질소의 압력을 점진적으로 증가시켰을 때 그에 따른 수도배관 내부의 세척 효율을 보인 그래프.
도 5는 본 발명에 의한 수도배관 세척방법을 이용하여 수도배관 내부에 일정압력의 고압질소를 지속적으로 주입했을 때 그에 따른 수도배관 내부의 세척 효율을 보인 그래프.
도 6은 본 발명에 의한 수도배관 세척방법을 이용하여 수도배관 내부에 고압질소를 일정시간 동안 반복 주입하였을 때 그에 따른 수도배관 내부의 세척 효율을 보인 그래프.
도 7 내지 도 12는 본 발명에 의한 수도배관 세척방법을 이용하여 수도배관 내부를 세척한 모습을 세척 전 모습과 비교한 상태도.
도 13 및 도 14는 각각 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 구성하는 제1질소주입단계 및 제2질소주입단계 후 배관 내부의 상태를 도시한 상태도.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법에 사용되는 수도배관 세척장치의 일실시예의 구성이 사시도로 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 배관세척시스템은 세척수와 고압질소를 이용하여 수도배관을 세척하게 되고, 이를 위하여 세척수공급을 위한 세척수공급부(400)와 고압질소의 공급을 위한 고압질소공급부(500)를 포함하며, 이들 세척수와 고압질소를 조절하여 수도배관으로 공급하는 메인작동부(100)가 구비된다.
설명의 편의를 위해 세척수공급부(400)과 고압질소공급부(500)에 대해 먼저 설명하면, 상기 세척수공급부(400)는 메인작동부(100) 내부로 세척수를 안정적으로 공급할 수 있도록 내부에 저장탱크 및 펌프가 포함되거나 또는 상수도에 직접 연결되는 방식으로 구성될 수도 있다.
그리고, 상기 고압질소공급부(500)은 상기 메인작동부(100) 내부로 강한 고압질소를 공급하기 위한 것으로, 고압의 질소가 담긴 압력용기로 구성되거나, 컴프레서와 같은 질소공급장치가 별도로 구성될 수도 있다.
상기 세척수공급부(400)과 상기 메인작동부(100) 사이에는 역류방지를 위한 제1체크벨브(V2)가 구비되며, 상기 고압질소공급부(500)과 메인작동부(100) 사이에도 역류방지를 위한 제2체크벨브(V4)가 구비된다.
도시되지는 않았으나, 상기 메인작동부(100)에는 세척수공급부(400)과 고압질소공급부(500)로부터 공급되는 세척수 및 질소의 압력을 조절하기 위한 조절부가 별도로 구비될 수도 있다.
상기한 수도배관 세척장치는 일실시예로서, 상기 세척수공급부(400)과 고압질소공급부(500)는 각각 별개물로 구성될 수도 있다.
이하에서는 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법에 대해 순차적으로 살펴보기로 한다.
먼저 아파트나 단독주택, 빌딩 등 각종 건물에 사용되는 상기 수도배관은 다양한 종류가 사용되는데, 예를 들어 PB관(폴리부틸렌관), 금속주름관, 동관, 스테인레스관, PE(폴리에틸렌)관, 엑셀관(X-L:가교화 폴리에틸렌 파이프) 등 매우 다양한 수도배관이 사용된다.
이러한 수도배관은 그 내부를 통해 물이 흐르면서 난방이나 온수기능을 수행하거나 급수기능을 수행하게 된다.
이러한 수도배관의 오랜 기간 사용 후에 발생하는 Sludge(슬러지), Rust(녹), Scale(관석)과 같은 고착물은 세척을 통해 제거되어야 하는데, 본 발명에서는 아래와 같은 방법을 이용하여 수도배관이 세척된다.
먼저 외부로부터 상기 수도배관 내부로 수도를 유입시키는 수도공급부를 차단하여, 수도배관 내부로 수도가 더 이상 유입되지 않도록 하는 수도차단단계가 선행된다.
이어서, 상기 수도배관의 내부에 잔존하는 물을 제거하고, 수도배관 내벽의 고착물을 1차동결시키는 제1질소주입단계가 이어진다. 이를 위해 먼저 상기 수도배관의 입구에 고압질소공급부(500)가 연결된다.
상기 고압질소공급부(500)는 질소용기(미도시)와 이에 연결되는 압력밸브로 대체될 수도 있는데, 상기 질소용기는 그 내부에 영하 196도이하의 극저온의 고압질소가스가 내장되며, 상기 압력밸브는 그 일단이 상기 질소용기에 연결되고 타단이 상기 수도배관에 연결되어 상기 질소용기로부터 배출되는 고압의 질소가스의 압력을 조절할 수 있다.
이때, 상기 압력밸브에는 압력계가 결합되어 배출되는 질소가스의 압력을 측정할 수도 있다.
보다 정확하게는 상기 질소용기 내부의 질소가스를 상기 수도배관으로 주입시키게 되는데, 본 실시예에서 상기 질소용기는 내부에 저온/고압의 질소(N2)로 채워지고, 내압시험 압력은 250kgf/cm2이고, 최고충전압력은 150kgf/cm2, 용기무게는 15kg이며, 질소용기에 연결된 압력밸브의 압력(저압 압력계: 최고치 42kgf/cm2)을 이용 질소가스를 수도배관에 주입시킨다.
상기 수도배관 내부에 잔존한 물을 배출하고, 고착물을 동결시키기 위하여 , 질소가스의 압력은 8kgf/cm2~12kgf/cm2임이 바람직하며, 본 실시예에서는 약 10kgf/cm2의 질소가스를 수도배관에 주입시킨다.
이렇게 되면, 상기 압력밸브의 조절을 통해 상기 수도배관으로 고압의 질소가스가 유입되면, 상기 수도배관에 잔존해 있던 수도(물)가 외부로 배출되고, 수도배관 내부는 비어 있는 상태가 된다.
이와 동시에, 상기 수도배관 내부는 영하 196℃로 매우 낮은 온도의 질소가스에 의해 배관 내벽의 관석이나 불순물이 동결되면서 잔존하는 수분이 고화되고, 표피부분은 갈림(쪼개짐)현상이 발생하게 된다.
이와 같이 동결되어 갈림현상이 발생한 고착물 중 일부는 고압의 질소가스에 의해 배출되고 나머지는 수도배관 내벽에 잔존하게 된다. 이와 같은 모습이 도 13에 도시되어 있다.
이어서, 상기 수도배관 내부로 앞선 제1질소주입단계의 질소가스 보다 상대적으로 고압의 질소가스를 기준시간동안 주입하여 수도배관 내부를 세척하는 질소세척이 수행된다.(제2질소세척단계)
즉, 앞서 예비단계로 제1질소세척단계에서 이용한 질소가스 보다 상대적으로 압력이 높고 역시 극저온의 질소가스를 이용하여 수도배관 내부를 세척하게 되는 것으로, 이에 따라 앞서 설명한 바와 같이 제1질소세척단계에서 동결되고 건조된 관석이나 불순물 등 고착물이 상대적으로 더 높은 고압의 질소가스에 의해 배관 내벽으로부터 쉽게 분리되어 외부로 배출될 수 있다.
정리하면, '제1질소세척단계-제2질소세척단계'는 '불순물(또는 관석) 동결단계-동결된 불순물(또는 관석)의 부착해제 및 배출단계'로 볼 수 있다. 상기 제2질소세척단계를 마친 수도배관의 모습이 도 14에 도시되어 있다.
이때, 상기 수도배관 내부로 주입하는 질소가스의 조건, 즉 수도배관의 길이에 따른 질소가스의 최적압력 및 질소가스 유입시간의 최적치 계산을 위해 다음과 같은 실험을 실시하였다.
(고압질소를 이용한 수도배관 세척 실험)
1. 수도배관의 길이
(1) 실험조건 A
단면적 15cm2의 동관으로 구성된 수도배관 50m를 사용하였으며, 질소용기는 내부 질소(N2)로 채워지고, 내압시험 압력은 250kgf/cm2이고, 최고충전압력은 150kgf/cm2, 용기무게는 15kg이며, 질소용기에 연결된 압력밸브의 압력(저압 압력계: 최고치 42kgf/cm2)을 이용하였다.
그리고, 질소가스의 압력을 5kgf/cm2에서, 50kgf/cm2 까지 10kgf/cm2 단위로 상승시키면서 그때의 세척효율을 측정하였다. 이때 세척효율은 제거된 슬러지의 양으로부터 계산하였다.
그 결과, 도 4(a)에서 보듯이, 세척효율은 상기 질소가스의 압력에 비례하여 증가하다가 약 30kgf/cm2에서 증가세가 줄어들면서 약 40kgf/cm2에서 증가세를 멈추는 것을 볼 수 있다. 따라서, 바람직하게는 질소가스의 압력은 약 30kgf/cm2~40kgf/cm2 임이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 약 80kgf/cm2 이상의 압력에서는 20년 이상된 수도배관 중 일부가 손상되는 경우가 발생하여, 바람직하게는 약 40kgf/cm2 압력의 질소를 사용하는 것이 가장 효율적임을 알 수 있다.
(2) 실험조건 B
앞선 실험조건 A와 모두 동일하되, 상기 수도배관의 길이를 70m로 증가시켰다.
그리고, 질소가스의 압력을 5kgf/cm2에서, 60kgf/cm2 까지 10kgf/cm2 단위로 상승시키면서 그때의 세척효율을 측정하였다. 이때 세척효율은 제거된 슬러지의 양으로부터 계산하였다.
그 결과, 도 4(b)에서 보듯이, 세척효율은 상기 질소가스의 압력에 비례하여 증가하다가 약 40kgf/cm2에서 증가세가 줄어들면서 약 55kgf/cm2에서 증가세를 멈추는 것을 볼 수 있다. 따라서, 바람직하게는 질소가스의 압력은 약 40kgf/cm2~55kgf/cm2 임이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 약 80kgf/cm2 이상의 압력에서는 20년 이상된 수도배관 중 일부가 손상되는 경우가 발생하여, 바람직하게는 약 45kgf/cm2 압력의 질소를 사용하는 것이 가장 효율적임을 알 수 있다.
(3) 결론
상기 실험으로부터, 수도배관의 길이를 M(단위 미터)이라 할 때, 고압의 질소가스의 압력은 0.6M~0.8M kgf/cm2임이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 세척효율 및 질소가스 사용량 모두를 고려하였을 때는, 수도배관의 길이에 무관하게 약 30kgf/cm2~40kgf/cm2 임이 바람직하다.
2. 고압의 질소 가스 유입시간
(1) 실험조건 C
단면적 15cm2의 동관으로 구성된 수도배관 50m를 사용하였으며, 질소용기는 내부 질소(N2)로 채워지고, 내압시험 압력은 250kgf/cm2이고, 최고충전압력은 150kgf/cm2, 용기무게는 15kg이며, 질소용기에 연결된 압력밸브의 압력(저압 압력계: 최고치 42kgf/cm2)을 이용하였다.
그리고, 질소가스의 압력은 30kgf/cm2로 일정하게 유지하면서 질소가스의 유입시간을 20초까지 증가시키면서 5초단위로 세척효율을 측정하였다. 이때 세척효율은 제거된 슬러지의 양으로부터 계산하였다.
그 결과, 도 5에서 보듯이, 세척효율은 상기 질소가스의 주입시간에 비례하여 증가하다가 약 8초 지점에서 증가세가 줄어들면서 약 11초 지점에서 증가세를 멈추는 것을 볼 수 있다. 따라서, 바람직하게는 질소가스의 주입시간은 약 8초~11초임이 바람직함을 알 수 있다.
(2) 실험조건 D
앞선 실험조건 C와 모두 동일하되, 상기 수도배관의 길이를 70m로 증가시켰다.
그리고, 질소가스의 압력은 30kgf/cm2로 일정하게 유지하면서 질소가스의 유입시간을 20초까지 증가시키면서 5초단위로 세척효율을 측정하였다. 이때 세척효율은 제거된 슬러지의 양으로부터 계산하였다.
그 결과, 세척효율은 상기 질소가스의 주입시간에 비례하여 증가하다가 약 8초 지점에서 증가세가 줄어들면서 약 12초 지점에서 증가세를 멈추는 것을 볼 수 있다. 따라서, 바람직하게는 질소가스의 주입시간은 약 8초~12초임이 바람직함을 알 수 있다.
(3) 결론
상기 실험으로부터, 수도배관 내부로 고압의 질소가스를 주입하는 시간은 약 8초~11초임이 가장 바람직함을 알 수 있다. 또한, 이러한 시험결과로부터 12초 이상 질소가스를 주입하면 50m 및 70m의 배관 모두 세척율을 높일 수 있음을 알 수 있다.
3. 반복세척 수행
한편, 상기 제2질소세척단계는 2회 내지 3회 반복수행하는 것이 바람직하다. 이러한 결과는 도 6에서 볼 수 있는데, 이에 보듯이, 제2질소세척단계를 1회 수행하는 것에 비해 2회 수행하는 경우 세척효율이 크게 증가한 것을 알 수 있고, 2회 수행보다는 3회 이상 수행이 세척효율이 좋은 것을 알 수 있다.
그러나 4회 이상부터는 세척효율의 증가가 매우 적어지므로, 제2질소세척단계는 2회~3회의 반복수행이 가장 바람직하다.
또한, 상기 제2질소세척단계는 상기 수도배관의 양단 중 어느 일단 및 타단으로 상기 고압질소가 각각 순차적으로 주입되어 반복수행됨이 바람직하다. 즉, 상기 제2질소세척단계는 일방향으로 반복되는 것이 아니라, 상기 수도배관의 양방향으로 이루어지는 세척효율 측면에서 보다 바람직하다.
한편, 상기 제2질소세척단계에 이어 상기 수도배관에 세척수를 공급하여 수도배관 내부에 남은 이물질을 제거하는 잔존물제거단계가 이어진다. 상기 잔존물제거단계는 세척수공급부(400)를 통해 상기 수도배관 내부에 세척수를 공급함으로써, 상기 제2질소세척단계에서 상기 수도배관 내벽으로부터 분리되어 수도배관 내부에 잔존하게 된 잔존물을 최종적으로 배출하도록 하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 다양한 수도배관을 세척한 모습이 도 7 내지 도 12에 도시되어 있다.
도 7은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 엑셀관을 세척한 모습을 도시한 것인데, 좌측부터 차례로 각각 9년, 10년, 12년 동안 사용된 수도배관의 내부모습이며, 가장 우측은 세척이 완료된 상태의 모습이 도시되어 있다.
도 8은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 PB관을 세척한 모습을 도시한 것인데, 좌측부터 차례로 각각 7년, 10년, 12년 동안 사용된 수도배관의 내부모습이며, 가장 우측은 세척이 완료된 상태의 모습이 도시되어 있다.
도 9는 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 PB관을 세척한 모습을 도시한 것인데, 좌측부터 차례로 각각 15년, 18년, 20년 동안 사용된 수도배관의 내부모습이며, 가장 우측은 세척이 완료된 상태의 모습이 도시되어 있다.
도 10은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 탄소강관을 세척한 모습을 도시한 것인데, 좌측부터 차례로 각각 20년, 21년, 22년 동안 사용된 수도배관의 내부모습이며, 가장 우측은 세척이 완료된 상태의 모습이 도시되어 있다.
도 11은 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 탄소강관을 세척한 모습을 도시한 것인데, 좌측부터 차례로 각각 24년, 25년, 28년 동안 사용된 수도배관의 내부모습이며, 가장 우측은 세척이 완료된 상태의 모습이 도시되어 있다.
도 12는 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법을 이용하여 이음매 없는 동관을 세척한 모습을 도시한 것인데, 좌측부터 차례로 각각 10년, 11년, 13년 동안 사용된 수도배관의 내부모습이며, 가장 우측은 세척이 완료된 상태의 모습이 도시되어 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법은 수도배관의 종류, 연식에 구애 받지 않고, 모든 수도배관의 세척에 큰 효과가 있는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법의 효과를 비교예를 통해 보다 명확하게 비교할 수 있도록 하기 위한 실험이 다음과 같이 이루어졌다.
보다 정확하게는, 질소가스를 이용한 수도배관 세척과, 공기를 이용한 수도배관 세척을 비교하였는데, 기본적으로 공기를 이용한 수도배관 세척은 약 10kgf/cm2 이상의 압력을 가할 경우 배관 이음부에 누설이 발생하였다.
이에 반하여 질소가스를 이용한 수도배관 세척의 경우, 질소가스의 압력을 50kgf/cm2 까지 증가시켜도 이음부에서의 누설이 발생하지 않았다.
도 2는 수도배관 내부에 질소가스와 공기를 주입하였을 때 수도배관의 위치에 따른 압력을 측정한 그래프이다. 이에 보듯이, 질소가스는 수도배관의 입구로부터 먼 위치에서도 그 압력 하강이 적은 반면에, 공기는 수도배관의 입구로부터 멀어질수록 압력감소가 큰 것을 알 수 있다.
한편, 도 3에는 질소가스와 공기를 일정시간 이상 주입하였을 때 수도배관의 압력을 나타낸 그래프이다. 이에 보듯이, 질소가스를 주입한 경우 시간과 압력이 비교적 비례하여 안정적으로 증가하는 것에 비하여, 공기는 초기 압력 증가분(0~5 kgf/cm2) 까지는 긴 시간이 걸리는데 비하여, 이후 압력 증가분(5kgf/cm2 ~ 10kgf/cm2)까지는 상대적으로 짧은 시간이 소요되어 상대적으로 불안정한 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본원발명에 의한 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법은 안정적이고 효율적인 세척방법임을 알 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
예를 들어, 수도배관 세척방법은 반드시 도 1에 도시된 장치가 아니라, 보다 간소한 질소공급유닛에 의해 이루어질 수도 있다. 여기서 상기 질소공급유닛은 고압의 질소가스가 내장된 저장탱크와, 상기 저장탱크의 배출구에 구비되어 상기 저장탱크로부터 배출되는 질소를 제어하는 노즐제어부와, 상기 노즐제어부에 연결되고 수도배관 내부로 삽입되는 튜브를 포함하여 구성된다.
400: 세척수공급부 500: 고압질소공급부

Claims (4)

  1. 수도배관 내부의 이물질을 제거하기 위한 고압질소를 이용한 수도배관세척방법에 있어서,
    수도를 차단하는 수도차단단계와,
    고압의 질소가 담긴 압력용기를 통해 상기 수도배관 내부로 질소가스를 주입하여 상기 수도배관 내부에 존재하는 물을 외부로 배출시키고 수도배관 내벽의 고착물을 1차동결시키는 제1질소주입단계와,
    상기 압력용기를 이용하여 상기 수도배관 내부로 상기 제1질소주입단계의 질소가스 보다 상대적으로 고압의 질소가스를 기준시간동안 주입하여 상기 수도배관 내벽에 1차동결된 고착물을 배출하고 잔존한 고착물을 2차동결시키는 제2질소주입단계와,
    상기 제2질소주입단계에 이어 상기 수도배관에 세척수를 공급하여 수도배관 내부에 남은 이물질을 제거하는 잔존물제거단계를 포함하여 구성되는 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2질소세척단계는 2회 내지 3회 반복수행됨을 특징으로 하는 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1질소주입단계에서 고압의 질소가스의 압력은 8kgf/cm2~12kgf/cm2이고, 제2질소주입단계에서 고압의 질소가스의 압력은 30kgf/cm2~40kgf/cm2 이며, 제2질소주입단계에서 질소를 주입하는 시간은 12초 내지 20초 사이임을 특징으로 하는 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1질소주입단계 및 제2질소주입단계는 질소공급유닛에 의해 이루어지고, 상기 질소공급유닛은 고압의 질소가스가 내장된 저장탱크와, 상기 저장탱크의 배출구에 구비되어 상기 저장탱크로부터 배출되는 질소를 제어하는 노즐제어부와, 상기 노즐제어부에 연결되고 수도배관 내부로 삽입되는 튜브를 포함하여 구성되는 고압질소가스를 이용한 수도배관 세척방법.
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