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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
B08B 9/032
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2005-0043041
2005년05월11일
(21) 출원번호 10-2003-0077788
(22) 출원일자 2003년11월04일
(71) 출원인 윤석준
서울 영등포구 문래동6가 43번지 한신문래아파트 1동 1302호
(72) 발명자 윤석준
서울 영등포구 문래동6가 43번지 한신문래아파트 1동 1302호
심사청구 : 없음
(54) 배관세정을 위한 수격파 발생장치
요약
본 발명은 배관내부의 스케일등 침착된 이물질을 세정하기 위하여 캐비테이션 현상을 이용한 것으로 마이크로 프로세서
(12)에 의해 미리 프로그램된 형태로 속응성 제어밸브(7)가 고속으로 단속운전을 반복하여 공급받은 압축공기를 펄스형태
로 변환하여 압축공기 공급관(9)을 통하여 출구노즐에 체결한 확산기(18)에 공급하여 캐비테이션 현상을 유도하여 배관
내부에 협착, 침전 또는 잔류하는 이물질을 제거하는 배관세정을 위한 수격파 발생장치.
대표도
도 1
색인어
배관세척, 수격파, 캐비테이션
명세서
도면의 간단한 설명
제1도는 본 발명의 수격파를 발생하는 한 예를 표시한 개략 구성도
제2도는 마이크로 프로세서에 프로그램하는 밸브제어 PWM제어의 예시도
1 ; 공기필터 2 ; 컴프레셔
3 ; 공기저장탱크 4, 6, 13 ; 압력센서
5 ; 압력조절밸브 7 ; 속응성 제어밸브
8 ; 첵크밸브 9 ; 압축공기 공급관
10 ; 솔레노이드 코일 11 ; 구동회로부
12 ; 마이크로 프로세서 14 ; 운전정보 표시판
15 ; 프로그램 입력부
16 ; 운전/정지 스위치
17 ; 운전모드 선택스위치
공개특허 10-2005-0043041
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18 ; 확산기
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 배관내부의 스케일등 침착된 이물질을 효과적으로 세정하기 위한것으로 각종 설비 배관의 내부에는 오랜시간
유체가 유동되면서 유체와 배관재질과의 화학적작용과 유체내에 포함된 화학물질의 내부 화학작용 등으로 인하여 스케일,
슬러지의 형태로 배관내벽에 침착 또는 침적되어진다.
이렇게 배관 내벽에 고착되는 스케일 등에 의해서 배관 내부의 내경은 점차 축소되어 유량을 감소시키어 설비의 효율을 저
하시키고 상수도 등에서는 건강상 바람직하지 않은 각종 유해성분이 발생되며, 열교환설비의 배관 등에서는 열효율을 저
하시킬 뿐만 아니라 기기의 수명을 단축시키고 있다.
상기와 같은 스케일 등을 배관에서 제거하기 위한 방법들로서 고압의 공기, 수압, 모래 등을 분사하거나 화학물질을 첨가
순환시켜 제거하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 스케일 제거방법은 배관의 형태와 재질 크기등에 따라 적용이 제한적이며 비용이 고가이고,
이를 구현하는 장비도 복잡한 문제점이 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
위에서 고찰한 바와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 본 발명은 슬러지 제거 효과를 향상시키기 위한 방안으로 아
래에 상술할 수격파 발생원리를 이용하여 펄스상의 고압공기 입자를 발생시키고 확산기를 통하여 배관내에 분사함으로 축
적된 슬러지의 내부와 표면에서 압축된 입자형태의 공기방울이 압력강하에 의한 급격한 팽창이 되는 캐비테이션 효과를
발생시켜 배관의 손상없이 슬러지 제거의 효과를 향상시키는 방안에 관한 것이다.
세정작업에 사용하는 물은 비압축성 유체이며 정수압은 모든 방향에서 압력이 일정하게 작용된다. 이러한 물에 압력이나
온도의 변화가 발생하여 포화증기압 이하가 되면 용존산소가 생성되면서 기포가 발생한다. 소규모에서는 초음파발생기를
응용하여 기포를 발생하기도 하나 안경세척기나 식기세척기 같은 소규모에 한정되어 활용되고 있고, 초음파발생기를 이용
하여 일부 배관에 응용하는 사례가 있으나 발생에너지가 미약하여 배관 곳곳에 초음파 발생기를 부착하여 항시 작동하는
형태로 효과적인 스케일 제거는 어렵고 일부 예방차원의 효과가 있을 뿐이다. 이와 같이 생성된 기포는 주위의 다른 기포
들과 합쳐져 성장을 계속하면서 압력이 낮은 곳으로 이동하게 된다. 이러한 이동과정에서 기포가 성장하면 내부의 압력이
상대적으로 저하되고, 주위의 수압에 비해 내압이 작아지면 기포파괴가 일어나 미립화된다. 이러한 과정에서 압력변동이
심하게 되면서 동시에 주위에 심한 진동을 일으켜 충격파로 인한 충격력이 발생하게 된다.
이러한 물리적인 변화가 발생할 경우 물 내부에 있어서 압력파의 전파속도(υ)는 다음의 식과 같이 계산된다고 한다.
ρ：물의 밀도
k：물 체적탄성계수
E：배관재료의 탄성율
δ：배관재의 두께
D：배관내경
γ：물의 비중량
g：중력가속도
따라서, 발생하는 충격력은 기포의 파괴로 영향받는 물의 질량을 m이라 할 때, mυ2이 된다. 즉, 배관내의 물 흐름을 정지
시킨 후 압축공기를 밀폐된 배관 내부에 간헐적으로 공급하면 압력에너지로 변환되어 축적된다. 이때 밸브를 개방하면 축
적된 압력에너지는 운동에너지(속도에너지)로 변환되면서 압력파(壓力波)를 형성하고 동시에 기포가 고속으로 이동되면
서 생성과 소멸을 반복하며 충격파가 발생하여 이물질을 분리시킬 수가 있다.
발명의 구성 및 작용
공개특허 10-2005-0043041
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본 발명이 제시하는 수격파를 연속적으로 발생하는 원리를 그림으로 설명하면 다음과 같다.
공기필터(1)를 통하여 흡입한 공기는 컴프레셔(2)에 의하여 고압으로 압축되어 공기저장탱크(3)에 저장되며 컴프레셔(2)
는 공기저장탱크(3)의 압력을 감지하는 압력센서(4)에 의해 자동운전된다.
압력조절밸브(5)는 압력센서(6)에 의해 속응성 제어밸브(7)에 공급하는 압축공기의 압력을 일정한 범위에 유지하는 역할
을 한다.
속응성 제어밸브(7)는 마이크로 프로세서(12)에 의해 미리 프로그램된 형태로 고속으로 단속운전을 반복하여 압력조절밸
브(5)에서 공급받은 압축공기를 펄스형태로 변환하여 압축공기 공급관(9)을 통하여 출구노즐에 체결한 확산기(18)에 공급
하여 배관에 분출하도록 한다.
마이크로 프로세서(12)의 출력신호는 구동회로부(11)를 통하여 전력증폭된 후 솔레노이드 코일(10)에 공급함으로써 속응
성 제어밸브(7)가 동작하며 이는 응답도가 대단히 빠르며 아래 설명할 여러 가지 입력조작부와 사전 프로그램에 의해 작업
환경에 최적의 조건으로 압축공기의 펄스발생 유형을 선택하여 발생한다.
마이크로 프로세서(12)는 운전/정지 스위치(16)에 의해 운전과 정지를 할 수 있으며 운전모드는 출고시 미리 프로그램 되
어 있거나 필요한 경우 언제든지 프로그램 입력부(15)에 의해 (예를 들면 키보드 등) 프로그램할 수 있고 프로그램 내용을
저장할 수 있다.
프로그램하는 운전모드 내용은 펄스의 지속시간(A), 펄스의 정지시간(B), 펄스의 휴지시간(C), (A), (B), (C)의 반복횟수
를 설정하고 이들 동작을 한 동작으로 하는 펄스그룹의 횟수(D), 펄스그룹의 횟수(D)의 반복으로 이루어지는 총 작업시간
등이 포함된다.
이렇게 프로그램하는 내용과 운전시 운전의 각종 정보는 운전정보 표시판(14)을 통하여 사용자에게 표시된다. 또한 작업
환경에 따른 최적의 동작여건이 사전 입력된 프로그램은 운전모드 선택스위치(17)에 의해 간단히 선택할 수 있으며 이 내
용 또한 운전정보 표시판(14)에 표시된다.
제2도에 제시한 파형은 위 프로그램 내용을 개략한 일례로서 각 A, B, C, D항목을 실제상황에 따라 시험한 최적의 값을 제
공한다.
발명의 효과
이상에서 설명한 본 발명은 마이크로프로세서에 연동된 속응성 밸브에 의해 단속된 가압공기를 확산기를 통하여 배관에
주입하면 침적된 슬러지에 캐비테이션 현상을 발생하여 침적된 슬러지같은 이물질을 더욱 효과적으로 제거하여 작업시간
을 단축할 수 있고, 배관의 형태와 재질에 영향을 받지 않고 배관 내부에 협착, 침전 또는 잔류하는 이물질을 제거할 수가
있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
마이크로 프로세서(12)에 의해 미리 프로그램된 형태로 속응성 제어밸브(7)가 고속으로 단속운전을 반복하여 공급받은 압
축공기를 펄스형태로 변환하여 압축공기 공급관(9)을 통하여 출구노즐에 체결한 확산기(18)로 배관에 분출하도록 한 배관
세정을 위한 수격파 발생장치.
청구항 2.
제1항에 있어서, 마이크로 프로세서(12)는 운전/정지 스위치(16)에 의해 운전과 정지를 할 수 있으며 운전모드는 출고시
미리 프로그램 되어 있거나 프로그램 입력부(15)에 의해 프로그램할 수 있고 프로그램 내용을 저장할 수 있고, 저장된 프
로그램을 운전모드 선택스위치(17)에 의해 간단히 선택할 수 있고 이렇게 프로그램하는 내용과 운전시 운전의 각종 정보
가 운전정보 표시판(14)을 통하여 사용자에게 표시되는 배관세정을 위한 수격파 발생장치.
청구항 3.
공기필터(1)를 통하여 흡입한 공기가 컴프레셔(2)에 의하여 압축되어 공기저장탱크(3)에 저장되며 컴프레셔(2)는 공기저
장탱크(3)의 압력을 감지하는 압력센서(4)에 의해 자동운전되고 압력조절밸브(5)는 압력센서(6)에 의해 속응성 제어밸브
(7)에 공급하는 압축공기의 압력을 일정한 범위에 유지하는 역할을 하고 속응성 제어밸브(7)는 마이크로 프로세서(12)에
의해 미리 프로그램된 형태로 고속으로 단속운전을 반복하여 압력조절밸브(5)에서 공급받은 압축공기를 펄스형태로 변환
하여 압축공기 공급관(9)을 통하여 출구노즐에 체결한 확산기(18)에 공급하여 배관애에 분출하도록 한 배관세정을 위한
수격파 발생장치.
도면
공개특허 10-2005-0043041
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도면1
도면2
공개특허 10-2005-0043041
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