KR20190019500A - 물탱크 청소 장치 및 이를 포함하는 물탱크 - Google Patents

물탱크 청소 장치 및 이를 포함하는 물탱크 Download PDF

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Abstract

초음파를 이용하는 물탱크 청소 장치 및 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크가 개시된다. 개시된 물탱크 청소 장치는 물탱크 내부에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 부착되어, 상기 물탱크의 벽면 방향으로 초음파를 방사하는 초음파 방사부; 및 상기 초음파 방사부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

물탱크 청소 장치 및 이를 포함하는 물탱크{CLEANING APPARATUS FOR WATER TANK AND WATER TANK COMPRISING THE SAEM}
본 발명은 물탱크 청소 장치 및 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파를 이용하는 물탱크 청소 장치 및 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크에 관한 것이다.
물탱크(water tank)는 주택 등에 생활용수를 공급하기 위하여 옥상에 설치되는 것으로, 일반적으로 FRP(Fiberglass Reinforced Plastic) 재질로 이루어져 있으며 일정한 수압을 유지하고 안정적인 물의 공급을 위하여 항상 일정량 이상의 물이 채워진 상태를 유지하고 있다.
물이 물탱크에 저장된 상태가 오래 지속되면, 물탱크 내부의 벽면에는 흔히 물때라고 불리는 점액질의 막이 형성된다. 이러한 물때는 각종 세균의 번식에 유리한 조건을 가지고 있어 각종 수인성 질병을 초래할 위험성이 따르며, 따라서, 정기적으로 물탱크 내부를 청소하는 것이 필요하다.
하지만, 물탱크를 청소하기 위해서는 무겁고 부피가 큰 청소장비(잔수처리기와 고압세척기 및 소동장비 등)를 탱크의 상판에 설치되어 있는 맨홀을 통해 작업자가 일일이 들고 들어가야 하는 번거로움이 있었다.
관련 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2012-0019839호가 있다.
본 발명은 초음파를 이용하는 물탱크 청소 장치 및 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 물탱크 내부에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 부착되어, 상기 물탱크의 벽면 방향으로 초음파를 방사하는 초음파 방사부; 및 상기 초음파 방사부를 제어하는 제어부를 포함하는 물탱크 청소 장치를 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물탱크의 뚜껑; 및 물탱크 청소 장치를 포함하며, 상기 물탱크 청소 장치는 상기 물탱크의 뚜껑에 결합되는 프레임; 상기 프레임에 부착되어, 상기 물탱크의 벽면 방향으로 초음파를 방사하는 초음파 방사부; 및 상기 초음파 방사부를 제어하는 제어부를 포함하는 물탱크를 제공한다.
본 발명에 따르면, 초음파를 이용하여 물탱크의 벽면의 물때를 제거함으로써, 작업자가 물탱크 내부에 직접 들어가 청소 작업을 수행해야하는 번거로움을 줄일 수 있다.
특히, 물탱크의 관리가 잘 되지 않는 임대 주택이나 오래된 건물 등에 본 발명에 따른 물탱크 청소 장치를 설치할 경우, 관리자의 특별한 관리없이도 정기적으로 물탱크의 청소가 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 방사부를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 방사부와 프레임을 함께 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 물탱크의 하부에서 상부를 바라본 모습을 입체적으로 표현한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 발명은 초음파를 이용하는 물탱크 청소 장치 및 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크를 제안한다.
초음파는 식기 세척기에서 식기를 세척하는데 이용되는데, 식시 세척기에서 초음파를 통해 식기가 세척되는 것과 유사한 원리로 물탱크가 청소될 수 있다. 초음파를 이용하는 식기 세척기는 초음파에 의한 캐비테이션(cavitation) 효과를 이용한다.
초음파에 의한 진동에너지는 식기 세척기의 세척수 내에 캐비테이션 효과를 발생시키는데, 캐비테이션이란, 세척수에 초음파가 전달되는 때, 세척수에 소밀파가 형성되며, 이렇게 세척수가 초음파에 의하여 소밀파 방식으로 진동하면서 생기는 마이크로 버블이 파괴되면서 식기의 외면에 충격력을 작용하게 되는 것을 의미한다. 이와 같은 캐비테이션 효과에 의한 충격력에 의하여 식기 표면의 고형이나 기름성분의 이물질이 분쇄되고 유화되어 세척수 내로 유리될 수 있다.
물탱크 내에 저장된 물은 세척수의 역할을 하며, 물탱크의 물로 초음파가 방사되면, 물탱크의 벽면에 형성된 물때는 캐티베이션 효과에 의해 제거될 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물탱크 청소 장치를 포함하는 물탱크를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 물탱크는 탱크(110), 뚜껑(120) 및 물탱크 청소 장치(130)를 포함한다. 그리고 물탱크 청소 장치(130)는 프레임(131), 초음파 방사부(132) 및 제어부(133)를 포함한다.
프레임(131)은 물탱크 내부에 고정된다. 프레임(131)은 실시예에 따라서, 프레임(131)은 물탱크 내부의 별도 거치 장치에 결합되어 고정되거나, 뚜껑(120)의 하부에 결합될 수 있다. 프레임(131)이 뚜껑(120)에 고정되는 경우, 뚜껑(120)을 탱크(110)로부터 분리함으로써, 물탱크 청소 장치(130)를 용이하게 물탱크로부터 제거하여, 관리할 수 있다.
초음파 방사부(132)는 프레임(131)에 부착되어, 물탱크의 벽면 방향으로 초음파를 방사한다. 도 1에서 화살표가 초음파의 방사 방향을 나타낸다. 초음파가 물탱크의 벽면 방향으로 방사될 수 있도록, 프레임(131)은 도 1에 도시된 바와 같이, 중심부에서 물탱크의 상부 방향으로 기 설정된 기울어진 형상일 수 있으며, 초음파 방사부(132)는 프레임(131)의 기울어진 영역에 부착될 수 있다.
초음파 방사부(132)는 프레임(131)의 기울어진 영역에 형성된 복수의 홀에 삽입되어 결합될 수 있으며, 실시예에 따라서 프레임(131)으로부터 돌출된 형태로 프레임(131)의 기울어진 영역에 결합될 수도 있다.
제어부(133)는 초음파 방사부(132)를 제어하며, 방사되는 초음파의 주파수나 파워 등을 조절한다. 또한 후술되는 개폐부(170, 180), 액츄에이터 등을 제어할 수 있으며, 무선 통신망을 이용하여 개폐부(170, 180), 액츄에이터 등과 정보를 송수신할 수 있다. 또한 제어부(133)는 무선 통신망을 이용하여 후술되는 센서로부터 정보를 제공받을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 물탱크는 실시예에 따라서, 수질 센서(140), 송수관(150), 배수관(160) 및 개폐부(170, 180) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
수질 센서(140)는 물탱크에 저장된 물의 수질을 측정한다. 수질 센서(140)로서, 현재 상용화된 전기 화학 센서, 광학 센서, 나노 센서, 바이오 센서 등 다양한 센서가 활용될 수 있다. 일예로서, 광학 센서가 수질 센서(140)로 이용되는 경우, 빛에 의한 물의 광학적 현상을 분석함으로써 물의 수질이 측정될 수 있다.
그리고 개폐부(170, 180)는 물탱크로 물을 공급하는 송수관(150)과 물탱크의 물을 배수하는 배수관(160)을 개폐한다.
제어부(133)는 수질 센서(140)로부터 전송된 수질 결과에 따라서, 초음파 방사부(132)를 활성화시킬 수 있다. 즉, 제어부(133)는 수질이 불량하여 물탱크 청소가 필요한 상태인지 여부를 판단할 수 있으며, 물탱크 청소가 필요하다고 판단되는 경우 초음파 방사부(132)가 초음파를 방사하도록 제어한다.
또한, 제어부(133)는 물탱크 청소가 필요하다고 판단되는 경우, 개폐부(170)가 송수관(150)을 열어 물이 공급되도록 제어할 수 있다. 초음파 에너지를 이용하여 물탱크의 벽면을 효율적으로 청소하기 위해서는, 초음파 발생부(131)가 물에 접촉하거나 또는 초음파 발생부(131)에 의해 진동하는 진동판이 물에 접촉할 필요가 있기 때문이다.
본 발명에 따른 물탱크는 실시예에 따라서, 물탱크 물의 수위를 측정하는 수위 센서를 더 포함할 수 있으며, 제어부(133)는 수위 센서의 센싱 결과를 이용하여, 물이 미리 설정된 수위까지 도달하도록 개폐부(170)를 제어할 수 있다. 미리 설정된 수위는, 초음파 발생부(132) 또는 진동판이 물에 접촉할 수 있는 수위일 수 있다.
또는 본 발명에 따른 물탱크는 프레임(131)의 높이를 조절하는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다. 제어부(133)는 수위 센서의 센싱 결과를 이용하여, 초음파 발생부(132) 또는 진동판이 물에 접촉하도록 액츄에이터를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(133)는 수위 센서의 센싱 결과로부터 물탱크 물의 수위를 확인할 수 있으며, 프레임(131)이 물탱크 물에 접촉하지 못한 상태인 경우, 액츄에이터가 프레임(131)을 물탱크의 하부 방향으로 이동시키도록 액츄에이터를 제어할 수 있다.
초음파 방사부(132)는 초음파 방사를 시작한 이후 기 설정된 시간이후 초음파 방사를 중단할 수 있으며, 초음파 방사의 중단에 의해 청소는 종료된다. 청소가 종료된 이후 물탱크의 물에는 물때 등이 섞여 있으므로, 제어부(133)는 배수관(160)을 열어 물이 배수되도록 제어한다. 그리고 제어부(133)는 초음파 방사부(132)가 활성화되고나서, 기 설정된 시간 이후 초음파 방사부(133)를 비활성화시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 초음파를 이용하여 물탱크의 벽면의 물때를 제거함으로써, 작업자가 물탱크 내부에 직접 들어가 청소 작업을 수행해야하는 번거로움을 줄일 수 있다.
특히, 물탱크의 관리가 잘 되지 않는 임대 주택이나 오래된 건물 등에 본 발명에 따른 물탱크 청소 장치를 설치할 경우, 관리자의 특별한 관리없이도 정기적으로 물탱크의 청소가 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 방사부를 도시하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 방사부와 프레임을 함께 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 물탱크 청소 장치는 초음파에 의한 소음을 억제하는 소음 억제부를 더 포함할 수 있다. 소음 억제부는 초음파 방사부(132)로부터 기 설정된 거리만큼 이격되어 초음파 방사부(132)를 둘러싸며, 초음파에 의한 소음을 억제한다. 소음 억제부는 물탱크의 벽면 방향으로 방사되는 초음파에 영향을 주지 않고, 초음파 방사부(120)의 측면 방향에서 발생하는 초음파에 의한 소음을 억제함으로써, 초음파 에너지의 손실없이 청소가 이루어질 수 있다.
초음파의 주파수가 인간의 가청 주파수 이상이기는 하지만, 인간에게 초음파가 들릴 수 있으며, 특히 예민한 사람에게는 초음파가 매우 크게 들릴 수 있다. 또한 가습기 등에 사용되는 초음파의 파워와 비교하여, 물탱크는 매우 크기 때문에, 이용되는 초음파의 파워 역시 가습기와 비교하여 매우 크며, 복수개의 초음파 방사부가 물탱크 청소에 이용되기 때문에, 물탱크에서 발생하는 초음파에 의한 소음 또한 매우 크다. 물탱크 주변에 거주하는 주민에게 이러한 소음은 큰 불편함을 가져올 수 있으며, 초음파에 의한 소음을 억제할 필요가 있다.
본 발명에 따른 소음 억제부는 고정판(210), 케이스(220) 및 돌출부(230)를 포함한다.
고정판(210)에 초음파 방사부(132)가 고정되며, 케이스(220)는 고정판(210)으로부터 연장된다. 그리고 케이스(220) 내부에 초음파 방사부(132)가 위치하며, 케이스(220)의 내주면에 돌출부(230)가 형성된다. 고정판(210)에는 초음파 방사부(132)와 제어부(133)의 연결을 위한 홀이 형성될 수 있다.
케이스(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 원통형일 수 있으며, 실시예에 따라서 형상이 달라질 수 있다. 케이스(220)에 의해 초음파 방사부(132)의 측면 방향으로 방사되는 초음파에 의한 소음이 차단될 수 있다. 케이스(220)는 금속 재질로 만들어질 수 있다.
또한 케이스(220)는 실시예에 따라서, 초음파에 의해 진동하는 진동판(240)에 결합될 수 있으며, 진동판(240)은 초음파의 방사 방향에 위치한다. 도 2에서 화살표가 초음파의 방사 방향을 나타낸다.
돌출부(230)는 케이스(220)의 내주면에 등간격으로 형성될 수 있으며, 직육면체, 정육면체, 반구 등 케이스(320)의 내주면으로부터 돌출되는 다앙한 형상으로 형성될 수 있다. 돌출부(230)는 케이스(220)와 일체형으로 제조될 수 있다. 또한 고정판(210) 역시 케이스(220)와 일체형으로 제조될 수 있다.
초음파 방사부(132)는 도 3에 도시된 화살표 방향으로 초음파를 방사하나, 일부 초음파는 초음파 방사부(132)의 측면 방향으로 방사될 수 있다. 초음파 방사부(132)의 측면 방향으로 방사되는 초음파는 케이스(220)의 내부의 돌출부(230)에 의해 경로차가 발생하여 상쇄 간섭되고, 이러한 상쇄 간섭에 의해 초음파에 의한 소음이 억제될 수 있다.
소음 억제부와 결합된 초음파 방사부(132)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(131)의 중심부(310)로부터 기울어진 영역(320)에 형성된 홀에 결합될 수 있다. 도 3에는 8각형의 중심부(310)를 포함하고, 기울어진 영역(320)에 8개의 홀이 형성된 프레임(131)이 일실시에로서 도시되나, 중심부의 형상이나 초음파 방사부의 개수는 실시예에 따라서 다양하게 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 물탱크의 하부에서 상부를 바라본 모습을 입체적으로 표현한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(131)은 물탱크의 뚜껑에 결합되며 뚜껑으로부터 돌출된 형태이다. 그리고 프레임(131)은 중심부(310)로부터 물탱크의 상부 방향으로 기울어진 영역(320)을 포함하며, 초음파 방사부(132)가 기울어진 영역에 위치하기 때문에, 초음파가 물탱크의 벽면 방향으로 방사될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 물탱크 내부에 고정되는 프레임;
    상기 프레임에 부착되어, 상기 물탱크의 벽면 방향으로 초음파를 방사하는 초음파 방사부; 및
    상기 초음파 방사부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 물탱크 청소 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임은
    중심부에서 상기 물탱크의 상부 방향으로 기 설정된 각도만큼 기울어진 형상이며,
    상기 초음파 방사부는
    상기 프레임의 기울어진 영역에 부착되는
    물탱크 청소 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초음파 방사부로부터 기 설정된 거리만큼 이격되어 상기 초음파 방사부를 둘러싸며, 상기 초음파에 의한 소음을 억제하는 소음 억제부
    를 더 포함하는 물탱크 청소 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 소음 억제부는
    상기 초음파 방사부와 결합되는 고정판;
    상기 고정판으로부터 연장되며, 내부에 상기 초음파 방사부가 위치하는 케이스; 및
    상기 케이스의 내주면에 형성된 돌출부
    를 포함하는 물탱크 청소 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 소음 억제부는
    상기 초음파에 의해 진동하는 진동판에 결합되며, 내부에 상기 초음파 방사부가 위치하는 케이스; 및
    상기 케이스의 내주면에 형성된 돌출부
    를 포함하는 물탱크 청소 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 초음파 방사부 및 상기 소음 억제부는
    상기 프레임의 기울어진 영역에 형성된 복수의 홀에 삽입되어 결합되는
    물탱크 청소 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 물탱크에 저장된 물의 수질을 측정하는 수질 센서로부터 전송된 수질 결과에 따라서, 상기 초음파 방사부를 활성화시키는
    를 포함하는 물탱크 청소 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임은
    상기 물탱크의 뚜껑에 결합되는
    물탱크 청소 장치.
  9. 물탱크의 뚜껑; 및
    물탱크 청소 장치를 포함하며,
    상기 물탱크 청소 장치는
    상기 물탱크의 뚜껑에 결합되는 프레임;
    상기 프레임에 부착되어, 상기 물탱크의 벽면 방향으로 초음파를 방사하는 초음파 방사부; 및
    상기 초음파 방사부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 물탱크.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 물탱크에 저장된 물의 수질을 측정하는 수질 센서; 및
    상기 물탱크로 물을 공급하는 송수관과 상기 물탱크의 물을 배수하는 배수관을 개폐하는 개폐부
    를 더 포함하는 물탱크
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 수질 센서로부터 전송된 수질 결과에 따라서, 상기 초음파 방사부를 활성화시키며, 상기 개폐부가 상기 송수관을 열어 물이 공급되도록 제어하는
    물탱크.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 초음파 방사부가 활성화되고 기 설정된 시간 이후 상기 초음파 방사부를 비활성화시키며, 상기 개폐부가 상기 배수관을 열어 물이 배수되도록 제어하는
    물탱크.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 프레임의 높이를 조절하는 액츄에이터
    를 더 포함하는 물탱크.
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