KR102465769B1 - 탈기수 공급 장치 - Google Patents

Abstract

탈기수를 공기 접촉 없이 시료에 공급할 수 있도록, 물을 수용하여 제공하는 메인탱크, 상기 메인탱크에 연결되어 공급된 물에서 공기를 제거하는 탈기부, 상기 탈기부에 연결되어 탈기부에서 공급된 탈기수에 공기와 비접촉상태로 압력을 가해 사용처로 공급하는 공급부를 포함하는 탈기수 공급장치를 제공한다.

Description

탈기수 공급 장치{APPARATUS FOR SUPPLYING DE AIRED WATER}

본 개시내용은 탈기수를 제조하여 공급하기 위한 탈기수 공급 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 축대나 댐 등의 토목구조물은 안전성 확보가 중요하다. 축조 재료에 대한 품질관리를 위해 다양한 시험이 실시된다. 축조재료에 대한 신뢰성 있는 전단 강도 특성이나 응력 변형률 특성, 반복하중 조건하에서의 동적 물성치들을 파악하기 위해 삼축시험기가 주로 사용된다.

삼축시험기는 흙의 강도 해석에 널리 이용되고 있다. 삼축시험기는 원주형 시료의 지중에서의 응력 상태를 재현하도록 측방에서 액압을 가한 상태에서 수직축 방향으로 정적 또는 동작 하중을 가하여 시험을 실시한다.

삼축시험기를 통한 시험에는 공기를 제거한 탈기수가 사용된다. 제조된 탈기수는 고압으로 시험기 공급된다.

그런데, 종래에는 제조장치에서 제조된 탈기수를 시험기로 공급하는 과정에서 압축공기를 이용함으로써, 탈기수가 재차 공기와 접하지 않고는 시료에 공급할 수 없는 문제가 있다.

이에, 압축공기와 접하면서 탈기수에 다시 공기가 들어가게 되어, 어렵게 제조한 탈기수의 불량을 초래하며 시험의 정밀도 역시 저하시키는 문제가 있다.

본 과제는 탈기수를 공기 접촉 없이 시험기나 시료에 공급할 수 있도록 된 탈기수 공급장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 보다 효과적으로 공기를 제거하여 탈기수를 제조 및 공급할 수 있도록 된 탈기수 공급장치를 제공하는 것이다.

본 구현예의 공급장치는, 물을 수용하여 제공하는 메인탱크, 상기 메인탱크에 연결되어 공급된 물에서 공기를 제거하는 탈기부, 상기 탈기부에 연결되어 탈기부에서 공급된 탈기수에 공기와 비접촉상태로 압력을 가해 사용처로 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.

상기 탈기부는 물의 탈기가 이루어지는 탈기탱크, 상기 탈기탱크와 상기 메인탱크 사이에 연결되는 공급관, 상기 공급관에 연결되고 탈기탱크 내부에 배치되어 공급관을 통해 공급되는 물을 스프레이 형태로 분무하기 위한 분사노즐, 상기 탈기탱크에 연결되는 진공관, 상기 진공관에 설치되어 탈기탱크 내부에 진공압을 가해 물에서 공기를 제거하는 진공펌프를 포함할 수 있다.

상기 탈기부는 상기 진공관과 상기 진공펌프 사이에 연결 설치되어 상기 진공관에서 배출되는 공기에 포함된 물을 제거하는 진공탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 공급부는 상기 탈기탱크와 연결관을 통해 연결되어 탈기수가 채워지는 압력탱크, 상기 압력탱크 일측에 설치되어 탈기수를 배출하는 배출관, 상기 압력탱크 내부에 설치되고 외부로 팽창되어 탈기수에 압력을 가하는 에어백, 상기 에어백 내부로 에어를 공급하는 에어공급부를 포함할 수 있다.

상기 에어백은 상기 압력탱크 바닥 중심부에 설치되고, 상기 압력탱크의 내측면과 일정한 간격을 유지하며 상기 압력탱크 축방향을 따라 길게 연장된 구조일 수 있다.

상기 에어백은 사각형 단면 구조일 수 있다.

상기 에어백은 원통형 단면 구조일 수 있다.

상기 에어백은 고무 또는 실리콘 재질로 형성될 수 있다.

상기 에어백은 두께가 1.5mm 내지 3.5mm 범위에서 형성될 수 있다.

상기 에어공급부는 상기 압력탱크 저부에 설치되어 상기 에어백 내부로 연결되는 에어관, 상기 에어관에 연결설치되어 에어관을 통해 고압의 에어를 공급하는 컴프레셔를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 탈기수 공급을 위한 압축공기와 탈기수가 접촉되는 것을 완전히 차단하여, 시료에 공급하는 과정에서 탈기수에 다시 공기가 들어가는 것을 방지할 수 있게 된다.

물을 스프레이하여 공기를 보다 효과적으로 제거함으로써, 고품질의 탈기수를 제조할 수 있게 된다.

공기와의 접촉을 방지함으로서, 탈기수의 순도를 높여 고품질의 탈기수를 안정적으로 공급할 수 있게 된다. 이에, 시험의 정밀도를 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 탈기수 공급장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2와 도 3은 본 실시예에 따른 탈기수 공급장치의 팽창튜브를 도시한 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 탈기수 공급장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 공급장치는, 물을 수용하여 제공하는 메인탱크(10), 메인탱크(10)에 연결되어 공급된 물에서 공기를 제거하는 탈기부(20), 탈기부(20)에 연결되어 탈기부(20)에서 공급된 탈기수에 공기와 비접촉상태로 압력을 가해 사용처로 공급하는 공급부(30)를 포함할 수 있다.

이에, 물은 메인탱크(10)에서 탈기부(20)로 공급되어 탈기 처리된 후 공급부(30)로 공급되고 공기와 비접촉되어 탈기 상태를 유지한 채로 시험기로 공급될 수 있다.

메인탱크(10)는 상단에 물을 공급하기 위한 유입관(11)과 물 이송을 위한 공압을 제공하는 공압관(12)이 설치된다. 유입관(11)과 공압관(12) 일측에 개폐밸브가 설치될 수 있다. 유입관(11)을 통해 원수가 메인탱크(10) 내부로 공급된다.

공압관(12)은 예를 들어, 컴프레셔(도시되지 않음)의 구동에 따라 메인탱크(10) 내부로 에어를 공급하여 메인탱크(10) 내부에 고압을 형성할 수 있다. 메인탱크(10) 상단에는 에어 배출을 위한 밴트관(13)이 더 설치될 수 있다. 밴트관(13)은 메인탱크(10) 내부로 물이 채워짐에 따라 내부의 공기를 배출한다.

메인탱크(10)의 하단에는 공급관(14)이 설치되어 탈기탱크(21)와 연결된다. 공압관(12)을 통해 공급되는 에어에 의해 메인탱크(10) 내부 압력이 증가한다. 이에, 메인탱크(10) 내부에 저장된 물은 공급관(14)을 통해 탈기부(20)로 공급될 수 있다.

탈기부(20)는 물의 탈기가 이루어지는 탈기탱크(21), 공급관(14)에 연결되고 탈기탱크(21) 내부에 배치되어 공급관(14)을 통해 공급되는 물을 스프레이 형태로 분무하기 위한 분사노즐(22), 탈기탱크(21)에 연결되는 진공관(23), 진공관(23)에 설치되어 탈기탱크(21) 내부에 진공압을 가해 물에서 공기를 제거하는 진공펌프(24)를 포함할 수 있다.

탈기탱크(21)는 공급관(14)을 통해 메인탱크(10)와 연결된다. 탈기탱크(21) 상단에 공급관(14)이 설치될 수 있다. 탈기탱크(21)의 바닥에는 공급부(30)와 연결되어 물을 공급부(30)로 이송하는 연결관(25)이 설치될 수 있다.

탈기탱크(21) 내측 상부에는 공급관(14)에 연결된 분사노즐(22)이 배치된다. 분사노즐(22)은 물을 넓은 영역에 걸쳐 스프레이 형태로 흩뿌려 분무할 수 있다. 분사노즐(22)에서 분무된 물은 탈기탱크(21) 내부에 저류된다.

분사노즐(22)은 물을 스프레이 형태로 흩뿌려 분무할 수 있는 구조면 모두 적용가능하며, 다양하게 변형될 수 있다.

이와 같이, 분사노즐(22)을 통해 물이 스프레이 형태로 분무되어 탈기탱크(21)로 공급됨으로써, 물에서 공기의 제거 효율을 보다 높일 수 있게 된다.

즉, 물은 분사노즐(22)을 통해 작은 방울방울 형태로 흩뿌려지면서 탈기탱크(21)로 공급된다. 물이 대량으로 한번에 공급되는 것과 비교하여 작은 크기로 공급됨으로서 물 속에 들어 있는 공기가 보다 용이하게 제거될 수 있다. 따라서, 물의 탈기 효율을 극대화할 수 있게 된다.

분사노즐(22)에서 분사되면서 탈기탱크(21)의 진공압에 의해 공기가 제거된 탈기수는 탈기탱크(21) 바닥으로 떨어져 저류된다.

탈기탱크(21)의 상단 일측에 진공압 형성을 위한 진공관(23)이 설치될 수 있다. 진공관(23) 일측에 탈기탱크(21)의 진공압을 검출하는 진공계(26)가 설치될 수 있다. 진공펌프(24)의 구동에 따라 진공관(23)을 통해 탈기탱크(21) 내부에서 공기가 배출되어, 탈기탱크(21) 내부를 진공으로 형성할 수 있다.

탈기탱크(21)에 진공압이 형성됨에 따라 탈기탱크(21) 내부로 공급되는 물에서 공기를 배출시켜 탈기수를 제조할 수 있다. 물에서 빠져나온 공기는 진공관(23)을 통해 배출된다.

본 실시예에서, 탈기부(20)는 진공관(23)과 진공펌프(24) 사이에 연결 설치되어 진공관(23)에서 배출되는 공기에 포함된 물을 제거하는 진공탱크(27)를 더 포함할 수 있다.

이에, 물이 제거된 공기만이 진공펌프(24)로 배출되어 진공펌프(24)를 포함하여 설비의 손상을 방지할 수 있게 된다.

진공탱크(27)는 내부에 물이 수용되는 공간을 갖는 탱크 구조물로, 상단에 탈기탱크(21)와 연결된 진공관(23)과 진공펌프(24)와 연결되는 진공관(23)이 설치될 수 있다. 진공펌프(24)가 구동되면, 진공탱크(27) 내에 진공압이 형성된다. 진공탱크(27)의 진공압은 진공관(23)을 통해 탈기탱크(21)에 가해져 탈기탱크(21) 내부의 공기가 진공탱크(27)로 배출된다. 이때, 탈기탱크(21)에서 배출된 공기에 포함되어 있는 물이 진공탱크(27) 저부에 저류되며, 공기만이 진공펌프(24)로 흡입된다.

진공탱크(27) 바닥에는 저류된 물을 배출하기 위한 드레인라인(28)이 더 설치될 수 있다. 진공탱크(27)에 모아진 물은 드레인라인(28)을 통해 배출 처리될 수 있다.

탈기탱크(21)를 거치면서 공기가 제거된 탈기수는 공급부(30)로 공급되어 시험기 등의 사용처로 공급될 수 있다.

본 실시예의 공급부(30)는 탈기탱크(21)를 거쳐 제조된 탈기수를 공기와의 접촉없이 그대로 사용처에 공급하는 구조로 되어 있다. 이에, 탈기수 공급 과정에서 공기가 다시 탈기수에 녹아 들어가는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

이를 위해 공급부(30)는 탈기탱크(21)와 연결관(25)을 통해 연결되어 탈기수가 채워지는 압력탱크(31), 압력탱크(31) 일측에 설치되어 탈기수를 배출하는 배출관(32), 압력탱크(31) 내부에 설치되고 외부로 팽창되어 탈기수에 압력을 가하는 에어백(33), 에어백(33) 내부로 에어를 공급하는 에어공급부를 포함할 수 있다.

압력탱크(31)는 내부에 탈기수가 수용되는 공갖을 갖는 탱크 구조물로, 연결관(25)을 통해 탈기탱크(21)와 연결된다. 탈기탱크(21)에서 제조된 탈기수는 연결관(25)을 통해 압력탱크(31)로 공급된다.

압력탱크(31) 내부의 압력에 의해 탈기수는 배출관(32)을 통해 사용처로 공급된다. 배출관(32) 일측에 압력탱크(31)의 내부 압력을 검출하는 압력계(34)가 설치될 수 있다. 또한, 압력탱크(31) 상단 일측에는 탈기수를 채우는 과정에서 압력탱크(31) 내부 공기를 배출하기 위한 밴트관(35)이 더 설치될 수 있다.

에어공급부는 압력탱크(31) 저부에 설치되어 에어백(33) 내부로 연결되는 에어관(36), 에어관(36)에 연결설치되어 에어관(36)을 통해 고압의 에어를 공급하는 컴프레셔(37)를 포함할 수 있다.

에어공급부는 에어관(36)을 통해 에어백(33) 내부로 고압의 공기를 공급할 수 있다. 에어관(36) 일측에는 필요시 에어를 밴트하기 위해 밸브가 구비된 밴트관(38)이 분기되어 설치될 수 있다.

이에, 컴프레셔(37)가 구동되면, 고압의 에어가 에어관(36)으로 공급되어 에어관(36)이 외측으로 팽창한다. 따라서, 압력탱크(31) 내부 압력이 증가되고 압력탱크(31)에 채워져 있는 탈기수가 압력탱크(31)의 내부 압력에 의해 배출관(32)을 통해 시험기로 공급된다. 또한, 밴트관(38)을 개방하여 에어백(33) 내부 공기를 배기함으로써, 팽창되어 있던 에어백(33)을 원상태로 복귀시킬 수 있다.

본 실시예에서, 에어백(33)은 압력탱크(31) 바닥 중심부에 설치되고, 압력탱크(31)의 내측면과 일정한 간격을 유지하며 압력탱크(31) 축방향을 따라 길게 연장된 구조일 수 있다.

이와 같이, 에어백(33)이 압력탱크(31) 중심에 배치됨으로써, 에어백(33) 팽창시 압력탱크(31) 내부에 전체적으로 고르게 압력을 가할 수 있게 된다.

에어백(33)의 하단은 압력탱크(31) 바닥에 기밀을 유지하며 견고하게 고정될 수 있다. 예를 들어, 에어백(33)의 하단은 기밀 유지를 위한 패드(도시되지 않음)를 매개로 압력탱크(31)에 고정 설치될 수 있다.

에어백(33)은 측면과 바닥면 및 상면을 포함하는 육면이 밀폐되어 하나의 폐쇄된 공간을 형성한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 에어백(33)은 원통형 단면 구조일 수 있다.

이러한 구조의 경우 에어백(33)의 형태가 원통형 단면 구조로 된 압력탱크(31)의 형태와 동일하여, 에어백(33)이 압력탱크(31) 내주면 전체를 향해 고르게 팽창될 수 있다. 이에, 에어백(33)의 팽창 압력을 압력탱크(31) 내부에 고르게 가할 수 있게 된다.

또는, 에어백(33)은 도 3에 도시된 바와 같이, 사각형 단면 구조일 수 있다.

에어백(33)이 사각형 단면 구조인 경우 원통형 구조와 비교하여 제조가 용이한 잇점이 있다.

에어백(33)은 공기압에 의해 탄성적으로 변형될 수 있는 탄성재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어백(33)은 고무나 실리콘 등으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 에어백(33)은 1.5mm 내지 3.5mm 의 두께로 형성될 수 있다. 에어백(33)의 두께가 1.5mm 보다 작은 경우에는 고압력에 대한 강성이 충분하지 않아 탈기수 가압 과정에서 파손될 수 있다. 에어백(33)의 두게가 3.5mm를 넘는 경우에는 에어백(33)이 제대로 탄성 변형되지 않아 원하는 압력을 가하기 어렵다.

상기한 구조로 되어, 에어공급부에서 공급된 고압의 에어에 의해 에어백(33) 내부 압력이 커지면서 에어백(33)이 탄성 변형된다. 에어백(33)이 탄성 변형되어 외부로 팽창하게 된다. 에어백(33)의 팽창에 따라 압력탱크(31) 내부 압력이 커지게 된다.

이에, 압력탱크(31)에 채워져 있는 탈기수는 에어백(33) 팽차에 따른 고압으로 배출관(32)을 통해 시험기로 공급될 수 있다.

이 과정에서, 압력탱크(31) 내부에 압력을 가하는 공기는 에어백(33)으로만 공급됨으로써, 압력탱크(31)에 채워져 있는 탈기수와 직접적으로 접촉되지 않는다. 이에, 컴프레셔(37)에 의한 압축공기를 이용하여 탈기수를 공급하더라도 탈기수에 공기가 다시 들어가지 않는다. 따라서, 탈기탱크(21)에서 제조된 탈기된 상태 그대로 탈기수를 시험기 등에 고압으로 공급할 수 있게 된다.

종래 압축공기를 이용하여 탈기수를 고압으로 공급하는 경우, 탱크로 공급된 압축공기가 탈기수와 접촉되면서 공기가 탈기수에 들어가게 된다.

이와 같이, 본 실시예의 공급장치는 제조된 탈기수를 공기와의 접촉없이 그대로 고압으로 시험기에 공급할 수 있어, 고품질의 탈기수를 안정적으로 공급하여 보다 정확한 시험을 실시할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 메인탱크 11 : 유입관
12 : 공압관 13,35,38 : 밴트관
14 : 공급관 20 : 탈기부
21 : 탈기탱크 22 : 분사노즐
23 : 진공관 24 : 진공펌프
25 : 연결관 27 : 진공탱크
28 : 드레인라인 30 : 공급부
31 : 압력탱크 32 : 배출관
33 : 에어백 36 : 에어관
37 : 컴프레셔

Claims (4)

1. 물을 수용하여 제공하는 메인탱크, 상기 메인탱크에 연결되어 물의 탈기가 이루어지는 탈기탱크를 포함하여 메인탱크에서 공급된 물에서 공기를 제거하는 탈기부, 및 상기 탈기부에 연결되어 탈기부에서 공급된 탈기수에 공기와 비접촉상태로 압력을 가해 사용처로 공급하는 공급부를 포함하고,
   상기 공급부는 상기 탈기탱크와 연결관을 통해 연결되어 탈기수가 채워지는 압력탱크, 상기 압력탱크 일측에 설치되어 탈기수를 배출하는 배출관, 상기 압력탱크 내부에 설치되고 외부로 팽창되어 탈기수에 압력을 가하는 에어백, 상기 에어백 내부로 에어를 공급하여 에어백을 팽창시키는 에어공급부를 포함하는 탈기수 공급 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 탈기부는 상기 탈기탱크와 상기 메인탱크 사이에 연결되는 공급관, 상기 공급관에 연결되고 탈기탱크 내부에 배치되어 공급관을 통해 공급되는 물을 스프레이 형태로 분무하기 위한 분사노즐, 상기 탈기탱크에 연결되는 진공관, 상기 진공관에 설치되어 탈기탱크 내부에 진공압을 가해 물에서 공기를 제거하는 진공펌프를 포함하는 탈기수 공급 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어공급부는 상기 압력탱크 저부에 설치되어 상기 에어백 내부로 연결되는 에어관, 상기 에어관에 연결설치되어 에어관을 통해 고압의 에어를 공급하는 컴프레셔를 포함하는 탈기수 공급 장치.

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