WO2020145499A1 - 유량 균등분배를 위한 이중배관 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a double piping, and more particularly, to a double piping for evenly distributing the flow rate so as to distribute the flow rate to be distributed to each branch side as much as possible.
  • an inorganic membrane filter (membrane: membrane) equipped with a thin membrane having a large amount of fine pores is installed in a water purifying apparatus that purifies raw water containing contaminants such as various impurities and filters it with purified water.
  • the raw water flows into the water purifying device, the raw water passes through the membrane filter, and various impurities, etc. cannot be blocked and enter the micro pores of the filter, and only clean water is discharged through the pores of the filter to proceed with the purification process.
  • impurities such as impurities that are not blocked due to the micropores of the membrane filter, are condensed inside the filter. If these impurities are concentrated over a certain concentration, the pores of the filter are blocked and water cannot pass, so the filter must be periodically replaced.
  • 1 is a plan view showing the structure of a conventional flow distribution pipe.
  • a membrane filter 20 applied to a large-capacity water purifier is disposed in parallel between a raw water supply passage 10 and a purified water discharge passage 30 installed in parallel with each other.
  • a plurality of raw water distribution paths 40 are formed on the upper portion of the cylindrical raw water supply path 10, and a membrane filter 20 is respectively installed on the upper portion of each distribution path 40, so that the purified water discharge path 30 above the filter 20 is provided. ).
  • the membrane filter 20 disposed close to the inlet of the raw water supply passage 10 is applied with a high water pressure, and as the distance from the inlet of the raw water supply passage 10 decreases, the water pressure decreases.
  • the difference of means the difference in quantity, and as a result, means that the amount of water filtered by the first filter 20 becomes relatively large.
  • the filter 20 When impurities are concentrated above a certain level in the filter 20, the filter 20 needs to be replaced. In this case, the entire filter 20 must be replaced collectively without replacing only the filter 20 having a severe impurity concentration. , Since the replacement time is based on the filter 10 having the highest degree of contamination disposed close to the raw water supply path 10, the filter 20 disposed far away from the raw water supply path 10 does not have to reach its end of life. There was a problem of unnecessary expenses being spent by replacing.
  • a valve is installed on one side of each raw water distribution path through which raw water is supplied and distributed to the filter. By controlling the valve, the quantity supplied to the filter was adjusted.
  • the conventional method has a disadvantage in that the apparatus is complicated because the valves and the pressure intensifiers must be installed in each of the plurality of formed raw water distribution channels, and the initial installation cost and maintenance cost are high.
  • the inlet narrow by using a valve to adjust there is a problem in that the water pressure rises in a specific part to the opposite level, thereby shortening the life of the device such as corrosion.
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view showing another structure of a conventional flow distribution piping devised to solve this problem.
  • another structure of the conventional flow distribution piping is a water pressure distribution structure between filters of a water purifying device that takes raw water by distributing and supplying raw water to a plurality of filters, and an inlet hole 51 is formed at one end ,
  • a plurality of distribution passages 60 formed to communicate with the inside of the outer inlet passage 50 on one side of the outer circumferential surface of the outer inlet passage 50 and the outer inlet passage 50 in the shape of a hollow pipe with the other end closed.
  • the raw water inlet 71 is formed at one end is exposed to the outside through the inlet hole 51 of the outer inflow passage 50, the raw water return to the other end (72) is formed in a perforated ( ⁇ ) hollow pipe shape, it is made of an inner inlet flow path (70) with a plurality of distribution holes (73) formed on one side of the outer circumferential surface.
  • a raw water return port 72 is formed at the other end of the inner inflow channel 70 to be discharged to the outside of the inner flow channel 70 through the raw water return port 72 Since it is a structure that forms a vortex while being reflected after hitting the inner wall of the outer inflow passage 50, there is a problem in that the equal distribution efficiency of raw water to be distributed to each distribution passage 60 is reduced due to the vortex.
  • the object of the present invention which has been devised in view of the above points, is to improve the efficiency of water purification by providing uniform water pressure and quantity to the plurality of filter sides by improving the uniform distribution efficiency of the flow rate flowing into the plurality of filter sides for purifying raw water. It is to provide a double piping for uniform distribution of flow so as to be able to increase and utilize a plurality of filters uniformly as a whole.
  • the double piping for uniform distribution of flow rate is provided by distributing raw water to a plurality of filters and supplying the same amount of flow distribution to a water purification device so that each of the filters is purified.
  • a double piping a plurality of branch pipes protrudingly formed along a length direction on the outer surface to be spaced apart at regular intervals, and a plurality of branch pipes protruding into the plurality of filter sides communicating with the fluid supply holes are formed. and;
  • An inner tube having one end formed so as to supply the raw water to the inside, and the other end disposed in a closed state inside the outer surface, and having a plurality of discharge holes capable of discharging the fluid to the outside; It is characterized by including.
  • the other end of the inner tube may be placed in close contact with the inner surface of the end of the exterior to be closed.
  • the discharge hole may be formed through the outer surface of the inner tube at a position corresponding to the fluid supply hole formed in the exterior.
  • a separate resistance member formed to penetrate the through hole through which the fluid passes, so as to increase the resistance to the flow of fluid flowing out through the discharge hole, surrounds the inner tube It can be installed in the form.
  • the through hole formed in the resistance member may be formed through the position corresponding to the discharge hole formed in the inner tube.
  • a steel wire may be wound along the spiral direction to increase the resistance of the fluid flow on the outer surface of the resistance member.
  • a plurality of recessed grooves may be formed on the outer surface of the resistance member to increase the resistance of the fluid flow.
  • a plurality of protrusions may be formed to protrude on the outer surface of the resistance member to increase the resistance of the fluid flow.
  • the outer surface of the resistance member may be concave inward or convex outward to increase the resistance of the fluid flow.
  • a plurality of perforations may be formed through the outer surface of the resistance member to increase the resistance of the fluid flow.
  • the double pipe for equal distribution of flow rate according to the present invention can improve the efficiency of water purification by providing uniform water pressure and quantity to the plurality of filter sides by improving the uniform distribution efficiency of the flow rate flowing into a plurality of filter sides for purifying raw water. There is an effect that can be utilized uniformly across a plurality of filters.
  • 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional flow distribution pipe
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another structure of a conventional flow distribution pipe
  • FIG. 3 is a perspective view showing the structure of a double pipe for equal distribution of flow rate according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of the double pipe for even distribution of the flow rate of Figure 3,
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a double pipe for equal distribution of flow rate according to another embodiment of the present invention.
  • 6 to 10 are perspective views showing various structures of the resistance member installed in the double pipe for even distribution of the flow rate of FIG. 5.
  • 11 is a graph showing the degree of uniform flow distribution in a conventional flow distribution pipe.
  • FIG. 12 is a graph showing a flow rate distribution distribution degree of the flow distribution pipe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a double pipe for uniform distribution of flow rate according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a structure of a double pipe for uniform distribution of flow rate in FIG. 3
  • FIG. I is a perspective view showing the structure of a double pipe for uniform distribution of flow rate according to another embodiment of the present invention
  • FIGS. 6 to 10 are various structures of a resistance member installed in the double pipe for uniform distribution of flow rate in FIG.
  • Figure 11 is a graph showing the degree of uniform distribution of the flow rate of the conventional flow distribution pipe
  • Figure 12 is a graph showing the flow rate distribution degree of the flow distribution pipe according to an embodiment of the present invention.
  • the double piping for uniform distribution of flow rate is installed in a water purifying device to supply purified water to a plurality of filters by supplying raw water to a plurality of filters.
  • a double pipe for equal distribution of the flow rate a plurality of fluid supply holes 110 are formed to be spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction on the outer surface, and are communicated with the fluid supply holes 110 to supply raw water to the plurality of filters.
  • a plurality of branch pipes 120 which are passages through which the inflow is formed, and the outer appearance 100; One end is formed so as to supply the raw water to the inside, and the other end is disposed inside the exterior 100 in a closed state, and the inner tube is formed with a plurality of discharge holes 210 that can discharge the fluid to the outside. It includes 200.
  • the exterior 100 is a tubular member that is formed to have a larger diameter than the inner tube 200 and is disposed outside, and arranged on the outer surface to form heat spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the exterior 100 A plurality of fluid supply holes 110 are formed through.
  • a plurality of branch pipes 120 for guiding the flow of raw water discharged to the outside of the exterior 100 through the fluid supply hole 110 communicates with the fluid supply hole 110 on the circumferential surface of the fluid supply hole 110. It is arranged.
  • a portion of the plate surface is cut open to have the same diameter of the inner pipe 200 so that the inner pipe 200 can be inserted on one side of the exterior 100, and the other side facing the one side of the plate formed with the opening is external. And closed.
  • the other side is formed to be closed with the outside so that the raw water supplied through the inner pipe 200 is discharged to the outside through only the fluid supply hole 110 so that water can be made after moving along the branch pipe 120. .
  • the inner tube 200 is in a state in which the fluid is uniformly distributed inside the exterior 100 so that the amount of fluid discharged to the outside of the exterior 100 through each fluid supply hole 110 formed in the exterior 100 is the same. It serves to be discharged to the outside through the fluid supply hole 110.
  • the discharge hole 210 is formed on the outer surface of the inner tube 200, and the discharge hole 210 is spaced at a predetermined distance on the outer surface of the inner tube 200 at a position corresponding to the fluid supply hole 110 formed on the outer surface 100. It is spaced apart and formed in plural to form heat.
  • the discharge hole 210 is disposed at a position corresponding to the fluid supply hole 110 so that the fluid introduced into the inner tube 200 is evenly distributed after being discharged to the outside of the inner tube 200 through the discharge hole 210 There is an effect that can be quickly discharged to the outside of the exterior 100 through the fluid supply hole 110.
  • the discharge hole 210 is discharged to the outside of the exterior 100 through the fluid supply hole 110 formed directly in the exterior 100, the fluid discharged to the outside of the inner tube 200 through the discharge hole 210 In order to prevent the fluid supply hole 110 to be alternately arranged by ensuring a time that can be mixed with each other in the interior of the exterior 100, the same amount of fluid through the fluid supply hole 110, the exterior 100 It can also be discharged to the outside.
  • One end of the inner tube 200 is formed to extend a certain length to the outside through one side of the opening-formed exterior 100, and one side of the exterior extending to the exterior 100 is formed to allow fluid to flow in, and the other end is formed. Keeping it closed is more effective in distributing the flow evenly.
  • the other end of the inner tube 200 may be closed using a separate member, or the other end of the inner tube 200 may be brought into a closed state by being in close contact with the inner surface of the exterior 100. have.
  • the other end of the inner tube 200 is brought into close contact with the inner surface of the exterior 100 to have a closed structure, in which case the inner tube 200 )
  • the inner tube 200 By not forming a space between the other end of the outer surface and the inner surface of the exterior 100, there is an effect that can be evenly distributed flow rate by preventing the formation of vortices in this space.
  • the outer surface of the inner tube 200 at the position where the discharge hole 210 is formed can increase the resistance to the flow of the fluid flowing out through the discharge hole 210 and the fluid It is effective that a separate resistance member 300 through which the through hole 310 passes through is installed in a form surrounding the inner tube 200.
  • the resistance member 300 is formed somewhat larger than the diameter of the inner tube 200 and is formed relatively smaller than the diameter of the exterior 100 to be disposed on the outer surface of the inner tube 200, and both side surfaces of the resistance member 300 are inner tube It is preferable that the fluid does not flow to both sides of the resistance member 300 by being in close contact with the outer surface of the 200.
  • the through hole 310 is formed through the outer surface of the resistance member 300 so that the fluid discharged to the outside of the inner tube 200 can be discharged to the outside of the resistance member 300.
  • the through hole 310 formed in the resistance member 300 is formed to penetrate through the discharge hole 210 formed in the inner tube 200 so that the fluid introduced into the inner tube 200 is evenly distributed and then quickly appearance. To be discharged to the outside along the branch pipe 120 connected to the (100).
  • the resistance surface of the resistance member 300 can be increased in various forms to increase the resistance of the fluid flow so that it is discharged to the outside of the exterior 100 through each branch tube 120 in an evenly distributed state. It is effective to be provided with a means.
  • the steel wire 320 may be wound along the spiral direction to increase the resistance of the fluid flow on the outer surface of the resistance member 300.
  • the steel wire 320 When the steel wire 320 is wound along the spiral direction on the outer surface of the resistance member 300, the fluid discharged to the outside of the resistance member 300 through the through hole 310 is cut by the steel wire 320. Accordingly, since a flow in a spiral direction may be formed to a certain degree, the flow resistance until discharged to the branch pipe 120 through the fluid supply hole 110 formed in the exterior 100 is increased to be evenly distributed.
  • a plurality of recessed grooves 330 may be formed on the outer surface of the resistance member 300 to increase resistance of the fluid flow.
  • the fluid discharged to the outside of the resistance member 300 through the through hole 310 is formed by the recessed groove 330. Since the friction on the surface increases, the flow resistance until it is discharged to the branch pipe 120 through the fluid supply hole 110 formed in the exterior 100 is increased to be evenly distributed.
  • a plurality of protrusions 340 may be protruded on the outer surface of the resistance member 300 to increase the resistance of the fluid flow.
  • the fluid discharged to the outside of the resistance member 300 through the through hole 310 is blocked by the flow by the plurality of protrusions 340.
  • the fluid supply hole 110 formed in the exterior 100 the flow resistance until it is discharged to the branch pipe 120 is increased to be evenly distributed.
  • the outer surface of the resistance member 300 may be concave inward or convex outward to increase the resistance of the fluid flow.
  • the time during which the fluid contacts the outer surface of the resistance member 300 increases so that the fluid passes through the fluid supply hole 110 to the branch pipe 120
  • the resistance of the fluid flow until discharged is increased and can be evenly distributed.
  • a plurality of perforations 350 may be formed through the outer surface of the resistance member 300 to increase the resistance of the fluid flow.
  • the fluid discharged to the outside through the perforations 350 of the inner tube 200 also passes through the perforations 350 even through a plurality of perforations 350. Since it is discharged to the outside of the resistance member 300, vortices are generated, and the resistance of the fluid flow until the fluid is discharged to the branch pipe 120 through the fluid supply hole 110 is increased to be evenly distributed.
  • the fluid discharged to the outside of the inner tube 200 is discharged to the outside of the resistance member 300 through the through hole 310 formed in the resistance member 300, as well as the resistance member 300 itself, as well as the outer surface of the resistance member 300 It is discharged by being evenly distributed to the plurality of branch pipes 120 through the fluid supply hole 110 formed in the exterior 100 by means that can increase the fluid flow resistance formed in the.
  • the diameter of the inner pipe 200 is referred to as D
  • the diameter of the branch pipe 120 is applied as a variable
  • the coefficient of variation is used as an indicator, so that the structure of the conventional flow distribution pipe and the flow of the present invention are evenly distributed. Compare by using the coefficient of variation of the piping structure as an indicator.
  • the coefficient of variation is a coefficient used when comparing the scatter plots of different average values, which means that the smaller the coefficient of variation, the greater the uniformity, and the coefficient of variation (CV) is the standard deviation divided by the arithmetic mean. .
  • the degree of the flow distribution evenly in a conventional flow distribution pipe having an open shape with an end of the inner flow passage 70 disposed inside the outer flow passage 50 is the same as the graph shown in FIG. 11. .
  • the degree of distribution of the flow rate of the double pipe for the distribution of the flow rate according to the present embodiment is the same as the graph shown in FIG. 12.
  • the CV value of the conventional flow distribution pipe is 0.373, the D value is 40 mm, and the d value is 12 mm.
  • the CV value of the conventional flow distribution piping is 0.310.
  • the CV value of the double pipe for equal distribution of the present invention is 0.215, and when the D value is 40 mm and the d value is 12 mm, the flow rate of the present invention is equalized.
  • the CV value of the double piping for distribution is 0.172.
  • the present invention can be seen that the degree to which the flow rate is distributed to the branch pipe 120 is remarkably uniform compared to the flow distribution pipe in which the end of the conventional inner inflow passage 70 is opened.
  • the present invention By improving the uniform distribution efficiency of the flow rate flowing into a plurality of filter sides for purifying raw water, it is possible to provide a uniform water pressure and quantity to the plurality of filter sides so that the efficiency of water purification can be increased and the plurality of filters can be uniformly utilized as a whole. .
  • the present invention relates to a double pipe for equal distribution of flow, and is applicable to a water purification device or a seawater desalination device using a membrane, and thus, it can be used in the water treatment device industry.

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Abstract

본 발명은 이중배관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 각각의 지관 측으로 분배해야 하는 유량을 최대한 균등하게 분배할 수 있도록 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관에 관한 것이다. 본 발명은 유량 균등 분배를 위한 이중배관에 관한 발명으로서 멤브레인을 사용하는 정수장치나 해수담수화 장치에 적용가능하며 따라서 수처리 장치 산업에 이용이 가능하다.

Description

유량 균등분배를 위한 이중배관
본 발명은 이중배관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 각각의 지관 측으로 분배해야 하는 유량을 최대한 균등하게 분배할 수 있도록 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 불순물 등의 오염물질이 함유된 원수를 정화하여 정화수로 여과하는 정수장치에는 미세한 기공이 다량으로 형성된 얇은 막이 구비된 무기막 필터(멤브레인: Membrane)가 장착되어 있다.
정수장치에 원수가 유입되면, 원수는 이 멤브레인 필터를 통과하면서 각종 불순물 등은 필터의 미세기공에 막혀 진입하지 못하고 깨끗한 물만이 필터의 기공을 통과하여 배출됨으로써 정수 과정이 진행되게 된다.
이때, 멤브레인 필터의 미세기공에 막혀 진입하지 못한 불순물 등은 필터 내부에 정체 농축되는데, 이러한 불순물이 일정 농도 이상 농축되게 되면 필터의 기공이 막아 물이 통과하지 못하게 되므로 필터를 주기적으로 교체하여야 한다.
도 1은 종래의 유량 분배 배관의 구조를 도시한 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 일반적으로 대용량의 정수장치에 적용되는 멤브레인 필터(20)는 서로 평행하게 설치되는 원수 공급통로(10)와 정화수 배출통로(30) 사이에 복수개가 병렬로 배치되는데, 원통형의 원수 공급통로(10) 상부에 원수 분배로(40)가 복수개 형성되고, 각 분배로(40)의 상부에 멤브레인 필터(20)가 각각 설치되어서 필터(20) 상부의 정화수 배출통로(30)를 통해 배출된다.
이때, 원수 공급통로(10)의 입구와 가까운 곳에 배치된 멤브레인 필터(20)는 높은 수압이 적용되고, 원수 공급통로(10)의 입구와 멀어질수록 수압이 떨어지게 되는데, 동일한 직경의 유로상에서 수압의 차이는 곧 수량의 차이를 뜻하고, 결과적으로 제일 처음의 필터(20)에 걸러지는 물의 양이 상대적으로 많아지게 되는 것을 뜻한다.
따라서, 원수 공급통로(10)의 입구와 가까운 필터에는 상대적으로 많은 양의 불순물이 농축된다.
이러한 필터(20)에 일정 수준 이상으로 불순물이 농축되면 필터(20)를 교체해 주어야 하는데, 이때에는 불순물 농축 정도가 심한 필터(20)만 교체하지 않고 전체 필터(20)를 일괄적으로 교체하여야 하는데, 이러한 교체 시기는 원수 공급통로(10)와 가까운 곳에 배치된 가장 오염정도가 심한 필터(10)를 기준으로 하므로, 원수 공급통로(10)와 먼 곳에 배치된 필터(20)는 수명이 다하지 않아도 교체를 함으로써 불필요한 비용이 지출되는 문제가 있었다.
따라서, 이러한 비용의 낭비를 줄이기 위하여 각 멤브레인 필터에 적용되는 수압을 균일하게 맞출 필요가 있는데, 종래에는 이를 해결하기 위하여 필터에 원수가 분배 공급되는 각각의 원수 분배로의 일측에 밸브를 설치하고 각 밸브를 조절하여 필터에 공급되는 수량을 조절하였다.
그러나, 종래의 방법은 다수개 형성되는 원수 분배로 각각에 밸브 및 압력기를 설치하여야 하므로 장치가 복잡해지고, 초기 설치비용 및 유지 관리비용이 많이 드는 단점이 있었고, 또한, 멤브레인 필터를 통과하는 수량을 조절하기 위하여 밸브를 이용하여 입구를 좁게 만듦으로써 반대급부로 특정 부분에서 수압이 상승하고 이에 따라 부식 등 장치의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
도 2는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 종래의 유량 분배 배관의 다른 구조를 도시한 종단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 유량 분배 배관의 다른 구조는 복수의 필터에 원수를 분배 공급하여 정수를 취하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 있어서, 일단에 유입구 홀(51)이 형성되고, 타단이 밀폐된 중공된 파이프 형상의 외측 유입유로(50)와, 상기 외측 유입유로(50)의 외주면 일측에 상기 외측 유입유로(50)의 내부와 연통되도록 연장 형성되는 복수의 분배유로(60) 및 상기 외측 유입유로(50)의 내부에 삽입되며, 일단에 원수 유입구(71)가 형성되어 상기 외측 유입유로(50)의 유입구 홀(51)을 통하여 외부에 노출되고, 타단에 원수 회귀구(72)가 천공(穿孔)된 중공형의 파이프 형상으로 형성되되, 외주면 일측에 분배홀(73)이 복수 형성된 내측 유입유로(70)로 이루어진다.
이러한 구성에 의하여 종래의 유량 분배 배관의 다른 구조의 경우에는 외측 유입유로(50)와, 외측 유입유로(50)의 내부에 삽입되는 내측 유입유로(70)에 의한 2단계의 수압 분배 구조에 의하여 여과가 이루어지도록 하는 각각의 필터 측으로 최대한 균일한 수압 및 수량을 제공할 수 있도록 한다.
그런데, 이러한 종래의 유량 분배 배관의 다른 구조는 내측 유입유로(70)의 타단에 원수 회귀구(72)가 형성되어 원수 회귀구(72)를 통하여 내측 유입유로(70)의 외부로 배출되는 원수가 외측 유입유로(50)의 내측벽에 부딪힌 후에 반사되면서 와류를 형성하게 되는 구조이므로 이러한 와류로 인하여 각각의 분배유로(60) 측으로 분배해야 하는 원수의 균등 분배 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 원수를 정수하기 위한 복수의 필터 측으로 유입되는 유량의 균등 분배 효율을 향상시킴으로써 복수의 필터 측으로 균일한 수압과 수량이 제공되도록 하여 정수 효율을 높일 수 있도록 하고 복수의 필터를 전체적으로 균일하게 활용할 수 있도록 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유량 균등분배를 위한 이중배관은, 복수의 필터에 원수가 분배되어 공급됨으로써 복수의 상기 필터에서 각각 정수가 이루어지도록 하는 정수장치에 설치되는 유량 균등분배를 위한 이중배관으로서, 외면에 길이 방향을 따라 복수의 유체공급공이 일정 간격 이격되게 관통 형성되고, 상기 유체공급공과 연통되어 복수의 상기 필터 측으로 원수가 유입되도록 하는 통로가 되는 복수의 지관이 돌출 형성된 외관과; 상기 원수를 내부로 공급할 수 있도록 일단이 개구 형성되어 상기 외관의 내부에 타단이 폐쇄된 상태로 배치되며 외면에 상기 유체를 외부로 토출시킬 수 있는 복수의 토출공이 형성된 내관을; 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 내관의 타단은 상기 외관의 단부 내면과 밀착 배치되어 폐쇄된 상태가 될 수 있다.
그리고, 상기 토출공은 상기 외관에 형성된 유체공급공과 대응되는 위치의 상기 내관 외면에 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 토출공이 형성된 위치의 상기 내관 외면에는 상기 토출공을 통하여 외부로 유출된 유체의 흐름에 대한 저항을 높일 수 있도록 하며 상기 유체가 통과하는 통공이 관통 형성된 별도의 저항부재가 상기 내관을 감싸는 형태로 설치될 수 있다.
아울러, 상기 저항부재에 형성된 통공은 상기 내관에 형성된 상기 토출공과 대응되는 위치에 관통 형성될 수 있다.
그리고, 상기 저항부재의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 강선이 나선 방향을 따라 권취될 수 있다.
또한, 상기 저항부재의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 함몰홈이 형성될 수 있다.
아울러, 상기 저항부재의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 돌기가 돌출 형성될 수 있다.
그리고, 상기 저항부재의 외면은 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 내측으로 오목하거나 혹은 외측으로 볼록하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 저항부재의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 타공이 관통 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 유량 균등분배를 위한 이중배관은, 원수를 정수하기 위한 복수의 필터 측으로 유입되는 유량의 균등 분배 효율을 향상시킴으로써 복수의 필터 측으로 균일한 수압과 수량이 제공되도록 하여 정수 효율을 높일 수 있도록 하고 복수의 필터를 전체적으로 균일하게 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 유량 분배 배관의 구조를 도시한 종단면도이고,
도 2는 종래의 유량 분배 배관의 다른 구조를 도시한 종단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관의 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 유량 균등분배를 위한 이중배관의 구조를 도시한 종단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관의 구조를 도시한 사시도이며,
도 6 내지 도 10는 도 5의 유량 균등분배를 위한 이중배관에 설치된 저항부재의 다양한 구조를 도시한 사시도이다.
도 11은 종래의 유량 분배 배관의 유량 균등 분배의 정도를 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 유량 분배 배관의 유량 균등 분배 정도를 도시한 그래프.
이하 본 발명의 실시를 위한 형태에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 유량 균등분배를 위한 이중배관의 구조를 도시한 종단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관의 구조를 도시한 사시도이며, 도 6 내지 도 10는 도 5의 유량 균등분배를 위한 이중배관에 설치된 저항부재의 다양한 구조를 도시한 사시도이다, 도 11은 종래의 유량 분배 배관의 유량 균등 분배의 정도를 도시한 그래프, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 유량 분배 배관의 유량 균등 분배 정도를 도시한 그래프이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관은, 복수의 필터에 원수가 분배되어 공급됨으로써 복수의 상기 필터에서 각각 정수가 이루어지도록 하는 정수장치에 설치되는 유량 균등분배를 위한 이중배관으로서, 외면에 길이 방향을 따라 복수의 유체공급공(110)이 일정 간격 이격되게 관통 형성되고, 상기 유체공급공(110)과 연통되어 복수의 상기 필터 측으로 원수가 유입되도록 하는 통로가 되는 복수의 지관(120)이 돌출 형성된 외관(100)과; 상기 원수를 내부로 공급할 수 있도록 일단이 개구 형성되어 상기 외관(100)의 내부에 타단이 폐쇄된 상태로 배치되며 외면에 상기 유체를 외부로 토출시킬 수 있는 복수의 토출공(210)이 형성된 내관(200)을 포함하여 구성되어 있다.
외관(100)은 상기 내관(200)보다 상태적으로 큰 직경을 갖도록 형성되어 외부에 배치되는 관상의 부재로서, 그 외면에는 외관(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되게 열을 이루도록 배치되는 복수의 유체공급공(110)이 관통 형성되어 있다.
그리고, 유체공급공(110)의 둘레면에는 유체공급공(110)을 통하여 외관(100)의 외부로 배출되는 원수의 흐름을 안내하는 복수의 지관(120)이 유체공급공(110)과 연통되게 배치되어 있다.
외관(100)의 일측면에는 내관(200)이 삽입될 수 있도록 내관(200)의 동일한 직경을 갖도록 판면 일부가 절개되어 개구 형성되어 있으며, 판면 일부가 개구 형성된 일측면과 대향되는 타측면은 외부와 폐쇄되게 형성되어 있다.
상기 타측면이 외부와 폐쇄되게 형성됨으로써 내관(200)을 통하여 공급되는 원수가 유체공급공(110)만을 통하여 외부로 배출되도록 하여 지관(120)을 따라 이동한 후에 정수가 이루어지도록 할 수 있게 된다.
내관(200)은 외관(100)에 형성된 각각의 유체공급공(110)을 통하여 외관(100)의 외부로 배출되는 유체의 양이 동일하도록 외관(100)의 내부에서 유체가 균일하게 분배된 상태로 유체공급공(110)을 통하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 역할을 한다.
이를 위하여 내관(200)의 외면에 토출공(210)을 형성하게 되는데, 토출공(210)은 외관(100)에 형성된 유체공급공(110)과 대응되는 위치의 내관(200) 외면에 일정 간격 이격되어 열을 이루도록 복수로 관통 형성되어 있다.
토출공(210)이 유체공급공(110)과 대응되는 위치에 배치됨으로써 내관(200)의 내부로 유입된 유체가 토출공(210)을 통하여 내관(200)의 외부로 토출된 후에 균등하게 분배되어 유체공급공(110)을 통하여 신속하게 외관(100)의 외부로 배출될 수 있도록 하는 효과가 있다.
그리고, 토출공(210)은 토출공(210)을 통하여 내관(200)의 외부로 배출된 유체가 직접적으로 외관(100)에 형성된 유체공급공(110)을 통하여 외관(100)의 외부로 배출됨을 방지하기 위하여 유체공급공(110)과 상호 교번되게 배치되도록 함으로써 외관(100)의 내부에서 상호 혼합될 수 있는 시간을 확보하여 동일한 양의 유체가 유체공급공(110)을 통하여 외관(100)의 외부로 배출되도록 할 수도 있다.
내관(200)의 일단은 개구 형성된 외관(100)의 일측면을 통하여 외부로 일정 길이 연장 형성되고 유체의 유입이 가능하도록 외관(100)의 외부로 연장 형성된 일측면은 개구 형성되어 있으며, 타단은 폐쇄된 상태가 되도록 하는 것이 유량을 균등하게 분배하는데 더욱 효과적이다.
내관(200)의 타단이 폐쇄되도록 하기 위해서는 별도의 부재를 이용하여 타단을 폐쇄되도록 할 수도 있고, 내관(200)의 타단이 외관(100)의 내측면에 밀착되도록 함으로써 폐쇄된 상태가 되도록 할 수도 있다.
본 발명에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관의 경우에 내관(200)의 타단이 외관(100)의 내측면에 밀착되도록 하여 폐쇄된 상태가 되도록 한 구조를 갖는데, 이러한 구조의 경우에 내관(200)의 타단과 외관(100)의 내측면 사이에 이격 공간이 형성되지 않도록 함으로써 이러한 이격 공간에서 와류가 형성되지 않도록 함으로써 유량을 더욱 균등하게 분배시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 토출공(210)이 형성된 위치의 내관(200) 외면에는 상기 토출공(210)을 통하여 외부로 유출된 유체의 흐름에 대한 저항을 높일 수 있도록 하며 상기 유체가 통과하는 통공(310)이 관통 형성된 별도의 저항부재(300)가 내관(200)을 감싸는 형태로 설치되는 것이 효과적이다.
저항부재(300)는 내관(200)의 직경보다는 상대적으로 다소 크게 형성되고 외관(100)의 직경보다는 상대적으로 작게 형성되어 내관(200)의 외면에 배치되며, 저항부재(300)의 양측면은 내관(200)의 외면에 밀착되어 유체가 저항부재(300)의 양측으로는 유동하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 토출공(210)을 통하여 내관(200)의 외부로 토출된 유체가 저항부재(300)의 외부로 배출될 수 있도록 저항부재(300)의 외면에는 통공(310)이 관통 형성되어 있다.
저항부재(300)에 형성된 통공(310)은 내관(200)에 형성된 상기 토출공(210)과 대응되는 위치에 관통 형성되도록 함으로써 내관(200)으로 유입된 유체가 균등하게 분배된 후에 신속하게 외관(100)과 연결된 지관(120)을 따라 외부로 배출될 수 있도록 한다.
또한, 저항부재(300)의 외면에는 유체 흐름의 저항을 증대시켜 균등하게 분배된 상태에서 각각의 지관(120)을 통하여 외관(100)의 외부로 배출되도록 하기 위하여 다양한 형태로 저항을 증대시킬 수 있는 수단이 구비되는 것이 효과적이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 강선(320)이 나선 방향을 따라 권취되도록 할 수 있다.
저항부재(300)의 외면에 강선(320)이 나선 방향을 따라 권취된 경우에는 통공(310)을 통하여 저항부재(300)의 외부로 배출된 유체가 강선(320)에 의하여 강선(320)을 따라 일정 정도 나선 방향으로의 흐름이 형성될 수 있기 때문에 외관(100)에 형성된 유체공급공(110)을 통하여 지관(120)으로 배출될 때까지의 흐름 저항이 증대되어 균등하게 분배될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 함몰홈(330)이 형성되도록 할 수 있다.
저항부재(300)의 외면에 복수의 함몰홈(330)이 형성된 경우에는 통공(310)을 통하여 저항부재(300)의 외부로 배출된 유체가 함몰홈(330)에 의하여 저항부재(300)의 표면에서의 마찰이 커지기 때문에 외관(100)에 형성된 유체공급공(110)을 통하여 지관(120)으로 배출될 때까지의 흐름 저항이 증대되어 균등하게 분배될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 돌기(340)가 돌출 형성될 수도 있다.
저항부재(300)의 외면에 복수의 돌기(340)가 돌출 형성된 경우에는 통공(310)을 통하여 저항부재(300)의 외부로 배출된 유체가 복수의 돌기(340)에 의하여 유동에 방해을 받기 때문에 외관(100)에 형성된 유체공급공(110)을 통하여 지관(120)으로 배출될 때까지의 흐름 저항이 증대되어 균등하게 분배될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 저항부재(300)의 외면은 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 내측으로 오목하거나 혹은 외측으로 볼록하게 형성될 수도 있다.
저항부재(300)의 외면이 내측으로 오목하거나 혹은 외측으로 볼록하게 형성된 경우에는 유체가 저항부재(300)의 외면과 접촉되는 시간이 증가하여 유체가 유체공급공(110)을 통하여 지관(120)으로 배출될 때까지의 유체 흐름의 저항이 증대되어 균등하게 분배될 수 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 타공(350)이 관통 형성될 수도 있다.
저항부재(300)의 외면에 복수의 타공(350)이 형성된 경우에는 복수의 타공(350)을 통해서도 내관(200)의 토출공(210)을 통하여 외부로 토출된 유체가 타공(350)을 통해서도 저항부재(300)의 외부로 배출되기 때문에 와류가 발생되어 유체가 유체공급공(110)을 통하여 지관(120)으로 배출될 때까지의 유체 흐름의 저항이 증대되어 균등하게 분배될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 본 발명에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관에 의하여 유체가 균등하게 분배되는 과정은 다음과 같다.
외관(100)의 일측 외부로 연장 형성된 내관(200)의 일측을 통하여 유체가 주입되면 내관(200)의 외면에 형성된 토출공(210)을 통하여 유체가 내관(200)의 외부로 토출된다.
내관(200)의 외부로 토출된 유체는 저항부재(300)에 형성된 통공(310)을 통하여 저항부재(300)의 외부로 배출되면서 저항부재(300) 자체 뿐만 아니라, 저항부재(300)의 외면에 형성된 유체 흐름 저항을 증대시킬 수 있는 수단에 의하여 외관(100)에 형성된 유체공급공(110)을 통하여 복수의 지관(120)으로 균등하게 분배되어 배출된다.
내관(200)으로 유입된 유체가 지관(120)을 통하여 외관(100)의 외부로 배출시에 균등하게 분배되는 정도를 살펴보면 다음과 같다.
내관(200)의 직경을 D 라고 하고, 지관(120)의 직경을 d 라고 하여 변수로 적용하며, 변동계수를 지표로 사용하여 종래의 유량 분배 배관의 구조와 본 발명의 유량 균등분배를 위한 이중배관 구조의 변동계수를 지표로 사용하여 비교한다.
여기서, 변동계수는 서로 다른 평균값들의 산포도를 비교할 때 사용하는 계수로서 이러한 변동계수가 작을수록 균등함이 크다는 의미를 가지며, 변동계수(CV, Coefficient of variation)는 표준편차를 산술 평균으로 나눈 값이다.
우선, 외측 유입유로(50)의 내부에 배치된 내측 유입유로(70)의 단부가 개구 형성되어 개방된 형태를 갖는 종래의 유량 분배 배관의 유량 균등 분배의 정도는 도 11에 도시된 그래프와 같다. 그리고, 본 실시예에 따른 유량 균등분배를 위한 이중배관의 유량 균등 분배의 정도는 도 12에 도시된 그래프와 같다.
도 11과 도 12에 도시된 그래프를 살펴보면, D 값이 50 mm, d 값이 5mm 인 경우에 종래의 유량 분배 배관의 CV 값은 0.373이며, D 값이 40 mm, d 값이 12mm 인 경우에 종래의 유량 분배 배관의 CV 값은 0.310 이다.
그리고, D 값이 50 mm, d 값이 5mm 인 경우에 본 발명의 유량 균등분배를 위한 이중배관의 CV 값은 0.215이며, D 값이 40 mm, d 값이 12mm 인 경우에 본 발명의 유량 균등분배를 위한 이중배관의 CV 값은 0.172 이다.
따라서, D 값이 50 mm, d 값이 5mm 인 경우에 CV 값은 0.158 이 감소하였으며, D 값이 40 mm, d 값이 12mm 인 경우에 CV 값은 0.138이 감소하였음을 알 수 있다.
그러므로, 본 발명은 종래의 내측 유입유로(70)의 단부가 개방된 형태의 유량 분배 배관에 비하여 지관(120)에 유량이 분배되는 정도가 현저하게 균등해졌음을 알 수 있으며, 이를 통하여 본원 발명은 원수를 정수하기 위한 복수의 필터 측으로 유입되는 유량의 균등 분배 효율을 향상시킴으로써 복수의 필터 측으로 균일한 수압과 수량이 제공되도록 하여 정수 효율을 높일 수 있도록 하고 복수의 필터를 전체적으로 균일하게 활용할 수 있도록 한다.
본 발명은 유량 균등 분배를 위한 이중배관에 관한 발명으로서 멤브레인을 사용하는 정수장치나 해수담수화 장치에 적용가능하며 따라서 수처리 장치 산업에 이용이 가능하다.

Claims (9)

  1. 복수의 필터에 원수가 분배되어 공급됨으로써 복수의 상기 필터에서 각각 정수가 이루어지도록 하는 정수장치에 설치되는 유량 균등분배를 위한 이중배관으로서,
    외면에 길이 방향을 따라 복수의 유체공급공(110)이 일정 간격 이격되게 관통 형성되고, 상기 유체공급공(110)과 연통되어 복수의 상기 필터 측으로 원수가 유입되도록 하는 통로가 되는 복수의 지관(120)이 돌출 형성된 외관(100)과;
    상기 원수를 내부로 공급할 수 있도록 일단이 개구 형성되어 상기 외관(100)의 내부에 타단이 폐쇄된 상태로 배치되며 외면에 상기 유체를 외부로 토출시킬 수 있는 복수의 토출공(210)이 형성된 내관(200)을;포함하며,
    상기 토출공(210)은 상기 외관에 형성된 유체공급공(110)과 대응되는 위치의 상기 내관 외면에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내관(200)의 타단은 상기 외관(100)의 단부 내면과 밀착 배치되어 폐쇄된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토출공(210)이 형성된 위치의 상기 내관(200) 외면에는 상기 토출공(210)을 통하여 외부로 유출된 유체의 흐름에 대한 저항을 높일 수 있도록 하며 상기 유체가 통과하는 통공(310)이 관통 형성된 별도의 저항부재(300)가 상기 내관(200)을 감싸는 형태로 설치된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저항부재(300)에 형성된 통공(310)은 상기 내관(200)에 형성된 상기 토출공(210)과 대응되는 위치에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 강선(320)이 나선 방향을 따라 권취된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 함몰홈(330)이 형성된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 돌기(340)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 저항부재(300)의 외면은 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 내측으로 오목하거나 혹은 외측으로 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 저항부재(300)의 외면에는 상기 유체 흐름의 저항을 증대시킬 수 있도록 복수의 타공(350)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 유량 균등분배를 위한 이중배관.
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