KR20160021535A - 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치 - Google Patents

Abstract

기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치가 개시된다, 본 발명은, 외부로부터 공급되는 액체가 유입되는 제1 유입구, 제1 유입구로부터 유입되는 액체와 혼합되는 기체가 유입되는 제2 유입구, 제1 유입구로부터 유입된 액체와 제2 유입구로부터 유입된 기체가 혼합되는 혼합구, 및 혼합구에서 기체와 혼합된 액체가 배출되는 배출구를 구비한다. 본 발명에 따르면, 액체가 흐르는 각종 산업용 도관 내에 발생한 스케일 등의 슬라임 및 각종 도관 내에 침착된 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

Description

기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치{Cleaning Apparatus Using Liquid Mixed with Gas}

본 발명은 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체가 흐르는 각종 산업용 도관 내에 발생한 스케일 등의 슬라임 및 각종 도관 내에 침착된 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있는 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치에 관한 것이다.

선박 송유관, 오폐수 슬러지 처리 시설의 배관, 건설 플랜트 설비의 내부 배관, 맥주 등의 식음료 장비에서의 음료 공급관 등의 산업 설비에서 광범위하게 사용되는 액체 공급관들은 내부의 액체의 특성과 설치 장소의 환경적 요인으로 인해 내부 벽면에 스케일 등의 이물질 및 세균 등이 침착하게 된다.

구체적으로, 식음료 등의 다양한 액체가 장시간에 걸쳐 도관을 따라 흐르게 되면, 도관의 내면에 부식이 발생하게 된다. 부식이란 금속이 주위의 액체나 기체와 접촉하여 화학적 또는 전기화학적으로 반응하는 것이다. 또 다른 부식의 정의는 다음과 같이 표현할 수 있다.

가) 용수를 운반하는 도관에 외부의 물리적 영향에 의하여 변화를 갖는 것

나) 어떤 물질에 화학적으로 안정되지 못한 물질이 접근하여 전기적인 변화를 일으켜 그 부위에 화학적 변화를 일으키는 것

다) 모든 물질은 자기만의 전위를 갖고 있는데, 이러한 전위(electric potential)가 다른 전위의 물질이 접근했을 때 자기반응을 일으켜 이물질을 생성하는 것

라) 어떤 물질에 산소가 작용하여 변화하는 것(산화작용)

한편, 포괄적으로 표현한다면, 부식이란 환경에 의하여 재료가 열화되는 현상이라고 정의할 수 있다.

또한, 도관의 내면에는 소위 물때라고 불리는 슬라임이 침착되게 된다. 이와 같이 도관 내면에 침착되는 슬라임은 음용 액체의 풍미를 변질시킬 뿐만 아니라 세균 등의 증식처가 되어 해당 액체를 오염시키는 원인이 된다.

구체적으로 일반 수도관 등에서는 도관 내부에 부식으로 침착된 스케일의 형태로 슬라임이 발생되며, 식음료 인출을 위한 도관 등에서는 또 다른 형태의 슬라임 형태로 스케일이 침착된다.

한편, 국내 등록특허 제10-0588047호에서와 같이 종래에는 도관 내부에 슬라임 제거용 약제를 주입하거나 고압의 세척수를 주입하여 스케일 등의 슬라임을 제거하려는 시도가 있었다.

그러나 종래 기술에 따른 슬라임 제거 방법은 슬라임의 제거 효율이 낮을 뿐만 아니라, 슬라임 제거용 약제를 사용하는 경우에는 약제의 화학 성분으로 인해 인체에 유해한 결과를 초래하고 환경 오염을 유발할 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 액체가 흐르는 각종 산업용 도관 내에 발생한 스케일 등의 슬라임 및 각종 도관 내에 침착된 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있는 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치는, 외부로부터 공급되는 액체가 유입되는 제1 유입구; 상기 제1 유입구로부터 유입되는 상기 액체와 혼합되는 기체가 유입되는 제2 유입구; 상기 제1 유입구로부터 유입된 액체와 상기 제2 유입구로부터 유입된 기체가 혼합되는 혼합구; 및 상기 혼합구에서 상기 기체와 혼합된 상기 액체가 배출되는 배출구를 포함한다.

바람직하게는, 상기 액체는 물이고, 상기 기체는 이산화탄소 가스 또는 질소 가스인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출구를 통해 배출되는 액체는 맥동 현상을 수반하며 배출되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치는, 외부로부터 공급되는 액체가 유입되는 제1 유입구; 상기 제1 유입구로부터 유입되는 상기 액체와 혼합되는 기체가 유입되는 제2 유입구; 상기 제1 유입구로부터 유입된 액체와 상기 제2 유입구로부터 유입된 기체가 혼합되는 혼합구; 및 상기 혼합구에서 상기 기체와 혼합된 상기 액체가 배출되는 배출구를 포함하며, 상기 기체는 상기 액체 내에서 미세 기포를 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 액체는 물이고, 상기 기체는 이산화탄소 가스 또는 질소 가스인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출구를 통해 배출되는 액체는 맥동 현상을 수반하며 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 유입구와 상기 혼합구 사이에 설치되는 소결체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체가 흐르는 각종 산업용 도관 내에 발생한 스케일 등의 슬라임 및 각종 도관 내에 침착된 세균 등을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에서의 일 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치의 단면 구조도, 및
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치의 설치 구조를 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서의 일 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)의 단면 구조도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)는 제1 유입구(110), 제2 유입구(120), 혼합구(130), 및 배출구(140)를 포함한다.

제1 유입구(110)로는 제1 유입구(110)에 체결되는 외부 공급관으로부터 공급되는 물 등의 액체가 유입되며, 이와 같이 제1 유입구(110)를 통해 세정 장치(100) 내부로 유입된 액체는 제2 유입구(120)로부터 유입된 이산화탄소 가스 또는 질소 가스 등의 기체와 혼합구(130)에서 혼합되게 된다.

한편, 혼합구(130)에서 기체와 혼합된 액체는 배출구(140)를 통해 배출구(140)에 연결된 배출관(미도시)으로 공급되게 되며, 이와 같이 배출구(140)를 통해 외부로 배출되는 기체 혼합 액체인 세정수는 배출관에 연결된 각종 다양한 산업용 관의 내부를 세정 및 세척하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 세정 장치(100)를 통해 배출되는 세정수를 통해 세정 및 세척 가능한 산업용 관은 선박 송유관, 오폐수 슬러지 처리 시설의 배관, 건설 플랜트 설비의 내부 배관, 맥주 등의 식음료 장비에서의 음료 공급관 등이 될 수 있을 것이며, 이와 같은 다양한 산업용 관의 내부에 침착된 스케일 등의 이물질 및 세균 등은 본 발명에 따른 세정 장치(100)를 통해 세정가능하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 세정 장치(100)의 배출구(140)를 통해 세척 대상 관의 내부로 공급되는 세정수는 맥동 현상(SURGING)을 수반하며, 세척 대상 관의 내부로 배출되게 된다.

본 발명에서의 맥동 현상이란 배관 내에서의 자유 수면이 없는 액체의 흐름에 있어서, 액체의 압력과 토출량이 주기적으로 변동하는 현상으로서, 이는 배관에서의 주기적인 진동을 발생시킨다.

이와 같은 맥동 현상의 발생 원인은 여러가지가 있으나, 배관의 토출 관로가 길고, 배관의 내부에 에어 포켓 등의 공기가 괴어 있는 부분이 존재하는 경우에 발생하는 것으로 알려져 있다.

한편, 이와 같은 맥동 현상은 관내 유체의 원할한 흐름을 저해하는 요인으로서 일반적으로는 배관 내의 공기를 제거하거나, 관의 단면적, 유속, 유량을 조절하는 등과 같은 맥동 현상을 방지하기 위한 방법 등이 연구되고 있으나, 본 발명에서는 맥동 현상에 의해 발생되는 관내 진동과 관내 벽면에 가해지는 충격량을 통해 관내부를 세척 및 세정하는 방법을 제안하고 있다.

즉, 본 발명자는 도 1 및 도 2에서와 같은 형상 및 규격의 혼합구(130)에 제1 유입구(110)를 통해 물 등의 액체가 공급되는 상태에서, 액체의 이동 경로와 수직되는 방향에서 제2 유입구(120)를 통해 이산화탄소 가스 등의 기체를 강제 주입하는 경우에 세정 장치(100)의 배출구(140)를 통해 배출되는 세정수는 맥동 현상(SURGING)을 수반하며, 세척 대상 관의 내부로 배출됨을 실험적으로 확인하였다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 배출구(140)를 통해 배출되는 세정수에 의한 세정 및 살균의 효과를 증대시키기 위해 제2 유입구(120)를 통해 혼합구(130)에 공급되어 액체와 혼합되는 기체는 극미세 크기로 버블화된 이산화탄소 가스 등의 기체가 됨이 바람직할 것이다.

즉, 이산화탄소 가스 등의 기체가 액체 내에서 미세 기포를 형성하고 있다면, 세정수에 의한 세정 및 살균의 효과는 더욱 증대될 수 있으며, 이를 위해 본 발명에서는 도 1 및 도 2에서와 같이 제2 유입구(120)와 혼합구(130) 사이에 소결체(150)를 설치함이 바람직할 것이다.

구체적으로, 제2 유입구(120)를 통해 공급되는 이산화탄소 가스 등의 기체는 소결체(150)를 통과하면서 마이크로 크기의 미세 입자로 분리되며, 미세 입자로 분리된 기체는 제1 유입구(110)를 통해 유입된 액체와 혼합구(130) 내에서 혼합됨으로써, 배출구(140)를 통해 배출되는 세정수는 이산화탄소 가스 등에 의한 마이크로 버블을 함유하게 된다.

한편, 본 발명의 과정에서의 실험에 의하면, 세정수가 맥동 현상을 수반하며 배출되는 경우에, 세정수가 맥동 현상을 수반하지 않는 경우에 비해서 세정수에 포함된 마이크로 버블은 쉽게 소멸되지 않고, 상대적으로 긴 유로를 통해서도 마이크로 버블에 의한 세정 및 살균력을 유지하는 것으로 확인되었다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 소결체(150) 이외에도 혼합구(130)내에서 기체와 혼합된 액체에 마이크로 버블이 내재되도록 하는 다양한 마이크로 버블화 장치 또는 수단이 사용될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)의 설치 구조를 나타내는 도면이다.

도 3에서의 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)의 기본 구조 및 기능은 도 1 및 도 2를 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)와 동일한 한편, 도 3에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)에서의 기체가 유입되는 제2 유입구(120)의 내부에는 역류 방지구(125)가 추가로 설치되어 있다.

한편, 제2 유입구(120)를 통한 기체의 유입이 없는 경우에는 역류 방지구(125)를 탄성 지지하는 용수철 등의 탄성 부재(127)에 의해 역류 방지구(125)가 제2 유입구(120)를 제2 유입구(120)의 내부에서 차단함으로써, 혼합구(130) 내부의 액체가 제2 유입구(120)를 통해 역류하는 것을 방지하게 된다.

한편, 도 3에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치(100)에는 3-way 밸브(200)가 설치되어 있으며, 사용자는 3-way 밸브(200)를 조절함으로써, 세정 장치(100)의 하부에 결합된 맥주 등의 음료 유입구(310)의 개폐를 조절함과 동시에 제1 유입구(110)의 개폐를 조절할 수 있게 된다.

즉, 사용자는 3-way 밸브(200)를 조절함으로써, 세정 장치(100)의 하부에 결합된 맥주 등의 음료 유입구(310)를 개방함으로써, 음료 유입구(310)로부터 공급되는 맥주 등의 음료가 혼합구(130)를 통과하여 배출구(140)를 통해 외부로 공급되도록 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자는 3-way 밸브(200)를 조절함으로써, 세정 장치(100)의 하부에 결합된 맥주 등의 음료 유입구(310)를 폐쇄하고 제1 유입구(110)를 개방함으로써, 음료 유입구(310)로부터의 맥주 등의 음료의 공급을 차단하고, 제1 유입구(110)를 통해 물 등의 세정용 액체가 혼합구(130) 내부로 공급됨에 따라 본 발명에서의 세정 장치(100)에 따른 세정 작업이 실행되도록 제어할 수 있게 된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 세정 장치, 110: 제1 유입구,
120: 제2 유입구, 130: 혼합구,
140: 배출구, 150: 소결체,
200: 3-way 밸브.

Claims (3)

1. 외부로부터 공급되는 액체가 유입되는 제1 유입구(110);
   상기 제1 유입구(110)로부터 유입되는 상기 액체와 혼합되는 기체가 유입되는 제2 유입구(120);
   상기 제1 유입구(110)로부터 유입된 액체와 상기 제2 유입구(120)로부터 유입된 기체가 혼합되는 혼합구(130); 및
   상기 혼합구(130)에서 상기 기체와 혼합된 상기 액체가 배출되는 배출구(140)
   를 포함하는 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 액체는 물이고, 상기 기체는 이산화탄소 가스 또는 질소 가스인 것인 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 배출구(140)를 통해 배출되는 액체는 맥동 현상을 수반하며 배출되는 것인 기체 혼합 액체를 이용한 세정 장치.

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