KR100220270B1 - 공기양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 담수호 또는 호소 등의 장기간동안 정체되어 있는 오염된 물에 공기양수관을 갖춘 침전물농축부선을 설치함과 동시에 상기 공기양수관을 통하여 압축공기를 강제적이고도 연속적으로 공급하여 수질을 개선토록 하면서도 수중 바닥면에 침전되어 있는 침전물을 흡출제거할 수 있도록 하는 공기 양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치에 관한 것으로, 상기 수질개선장치의 침전물농축부선(100)은 원통형으로 구비되면서 다수개의 연결구(11)로 연결되어 이들 사이에 원주방향으로 유출구(12)을 갖추어 구비되고 내부에는 부력을 제공하는 부력실(14)(21)(21a)(21b)(21c)을 각각 갖춘 상,하부 부선(10)(20)과; 상기 유출구(12)의 공간내에는 원주방향으로 세겹으로 구비되고 물은 통과시키면서도 입자를 가지는 침전물은 차단하여 그 하부로 낙하 수거토록 하는 3단계의 걸름망(13)(13a)(13b)과; 상기 하부부선(20)의 하부에 일체형으로 구비되고 하부면이 밀폐되어 걸름망(13)(13a)(13b)에 의해 걸려져 낙하되는 침전물을 수집하도록 하는 침전물수거실(50)과; 상기 침전물농축부선(100)내의 중심부에는 상부가 개구되는 원통형으로 구비되고 상부에는 원주방향으로 배출공(31)을 가지면서 외측면에는 안내부재(34)을 갖춘 공기양수관(30)과; 상기 공기양수관(30) 내의 직하부에 구비되고 외부의 에어콤프레샤와 공급호우스(32)로 연결되어 압축공기를 공급토록 하는 십자형의 압축공기 분출구(33)와; 상기 공기양수관(30)의 하부에 흡출호우스(41)로서 연결구비되고 바닥면과 접하면서 바닥면의 침전물을 흡입안내토록 하는 침전물흡출기(40)를 갖추어 구성된 것이다.

Description

공기 양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치

본 발명은 공기 양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 담수호 또는 호소 등의 장기간동안 정체되어 있는 오염된 물에 공기양수관을 갖춘 침전물농축부선을 띄워서 상기 공기양수관을 통하여 압축공기를 강제적이고도 연속적으로 공급하여 수질을 개선토록 하면서도 수중 바닥면에 침전되어 있는 침전물을 흡입제거할 수 있도록 하는 공기 양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 담수호나 또는 호소 등에 담수되어 있는 물은 장기간동안 담수호내에 정체되어 있기 때문에 산소의 공급이 차단되어져 수질이 급격히 나빠지는 주요인되고 있는 것이었으며, 이러한 상태에서 외부의 오염된 물이 계속해서 유입됨에 따라 담수호의 수질은 더욱 악화되는 것이었다.

또한, 담수호의 수중내에는 질소, 인 등의 영양염이 지나치게 유입되어 수질이 오염됨으로써 각종 물이끼나 조류 등이 수중의 바닥면에 침전되어지는 것이었고, 이러한 침전물은 결국 수질의 오염을 가속화시키게 되는 주요인이 되고 있다.

상기와 같이 호소 및 댐 등의 담수화의 수중에 침전되는 각종 이물질 또는 식물의 찌꺼기등은 장기간동안 바닥면에 침전되어 있음으로써 이들을 강제적으로 제거하지 않는 한 수질을 근본적으로 개선할 수가 없는 것이었다.

종래에도 이러한 문제점을 해결하기 위하여 작업선박을 이용하여 침전물흡입기를 수중의 바닥면에 투입시켜 이를 통하여 바닥면에 침전된 각종 침전물을 강제적으로 수거하도록 하는 것이 이미 제안되어 실제로 사용되고 있다.

이를 일예를 들어 살펴보면, 이는 수중의 바닥면에 침전된 침전물을 수거하기 위한 전용의 작업선박과, 상기 작업선박과 흡입호우스로 연결되면서도 수중의 바닥면에 위치되어 침전물을 흡입안내하는 침전물흡입기와, 또한 상기 작업선박에 구비되어 수중의 바닥면에서 흡입되는 물과 침전물을 각각 분리하는 분리기 등으로 구성되어 있는 것이다.

따라서 침전물흡입기를 수중의 바닥면에 투입설치하고 수중펌프의 수중펌프를 작동시키게 되면, 수중펌프의 펌핑력으로 침전물흡입기가 위치한 바닥면 주위의 침전물이 침전물흡입기 및 흡입호우스를 통하여 작업선박의 분리기로 흡입안내되어 지는 것이고, 상기 분리기에서는 이들을 분리하여 물은 담수호로 환수시킴과 동시에 침전물은 별도로 수거하게 되는 것이었다.

그러나, 이와 같은 종래의 구성에 있어서는 수중펌프의 흡입력으로 침전물을 수거하는 구성임으로써 상대적으로 큰 용량의 수중펌프가 필연적으로 요구되어 경비가 많이 소요되는 문제점이 있는 것이었고, 또한, 수중펌프의 펌핑력으로 침전물을 바닥면에서 수면위로 빨아내는 구성임으로써 침전물의 제거효율이 현저히 저하되는 등의 문제점이 있는 것이었다.

더욱이 이러한 침전물제거방법은 고가의 전용 작업선박이 필연적으로 필요하게 됨으로써 역시 경제성이 좋지 못한 문제점과 더불어 규모가 비교적 작은 담수호에서는 사용이 불가능한 문제점이 있는 것이었다.

이러한 문제점외에도 단순히 담수호의 바닥면에 침전되어 있는 침전물만을 흡입제거하는 방식임으로써 수중에 용존산소를 공급하지 못하여 수질을 개선하는데는 그 한계가 있는 것이었다.

그리고, 종래에도 수중에 압축공기를 공급하여 수질을 개선토록 하는 수질개선장치들이 다수 알려져 있으나, 이들은 대부분 담수호 내에 고정물로서 고정설치하여 외부에서 압축공기를 공급함으로써 수질을 개선토록 하고 있는 것임으로써 이 역시 경제성이 좋지 못한 등의 문제점과 담수호의 수질을 국부적으로 개선하는 효과만을 가짐으로 기대하는 효과를 충분히 얻지 못하고 있는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 담수호내에 이동이 용이하면서도 공기양수관을 갖춘 침전물농축부선을 구비하여 상기 공기양수관으로 압축공기를 강제적이고도 지속적으로 공급함으로써 수중내로 용존산소를 충분히 공급하여 수질을 개선토록 하는 공기 양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 침전물농축부선의 공기양수관에 수중의 바닥면에 위치하는 침전물흡입기를 연결함으로써 공기양수관을 따라 상승되는 압축공기의 흡입력으로 바닥면의 침전물을 강제적으로 흡입수거토록 하는 공기 양수관을 이용한 담수호의 폭기 및 침전물제거장치를 제공함에도 있는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대략 원통형으로 구비되면서도 그 내부에 공기실을 갖추어 수면에 띄울 수 있는 침전물농축부선을 구비함과 동시에 이의 내부에는 원통형의 공기양수관을 수직방향으로 구비함과 동시에 이의 공기양수관의 저면으로는 외부에서 압축공기를 공급토록 함으로써 상기 공기양수관으로 부상되는 압축공기에 의해 수중으로 용존산소를 충분히 공급토록 하여 수질을 개선토록 하는 것이고, 또한, 상기 공기양수관의 하부에는 흡입호우스로서 수중의 바닥면에 위치되는 침전물흡입기를 연결함으로써 공기양수관을 따라 상승되는 압축공기의 흡입력에 의해 바닥면의 침전물이 침전물농축부선으로 흡입수거되도록 하는 것이 특징인 것이다.

제1도는 본 발명이 적용되는 전체적인 구조를 보인 구성도.

제2도는 본 발명의 구성을 상세히 보인 정단면구성도.

제3도는 본 발명 제2도의 A-A선 단면구성도.

제4도는 본 발명 제2도의 B-B선 단면구성도.

제5도는 본 발명의 요부를 상세히 보인 일부사시도.

제6도는 본 발명 침전물 흡입부재를 보인 사시도.

제7도는 본 발명 제6도의 측단면구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 침전물농축부선 1 : 담수호

10 : 상부부선 11 : 연결구

12 : 유출구 13,13a,13b : 걸름망

20 : 하부부선 14,21,21a,21b,21c : 부력실

22,22a,24 : 밸브 23 : 공기주입관

25 : 물주입구 30 : 공기양수관

31 : 배출공 32 : 공급호우스

33 : 분출구 34 : 안내부재

40 : 침전물흡입기 41 : 흡입호우스

42 : 유도관 43 : 부구

44 : 흡입구 45 : 무게추

50 : 침전물수거실

첨부된 도면의 제1도 이하에서는 본 발명에 관한 구성을 상세히 보인 도면으로서, 이의 도면에서 부호 100은 본 발명에 관한 침전물농축부선을 표시하고 있으며, 이의 침전물농축부선(100)은 부력에 의해 담수호(1)의 수면에 구비되어 있다.

상기 침전물농축부선(100)은 대략 원통형으로 구비되면서도 부력을 제공하는 상,하부 부선(10)(20)과, 상기 상,하부 부선(10)(20)의 내부 중심부에 수직방향으로 구비되어 외부에서 공급되는 압축공기를 안내토록 하는 공기양수관(30)과, 상기 공기양수관(30)의 하부에 흡입호우스(41)로 연결되어 바닥면의 침전물을 흡입안내토록 하는 침전물흡입기(40)와, 그리고, 상기 하부부선(20)내에 구비되어 흡입되는 침전물을 수거토록 하는 침전물수거실(50)로 구성되어 있다.

이때, 상기 침전물농축부선(100)을 본 실시예에서는 원통형으로 구비하는 것이나, 이를 사각형 또는 그 이상의 다각형으로 구비하여도 무방하다 할 것이다.

계속해서, 이를 구체적으로 설명하여 보면, 상기 상,하부 부선(10)(20)은 외주연상으로 다수개의 연결구(11)로 연결되면서도 이들 사이에는 원주방향으로 일정한 간격을 가지는 유출구(12)가 갖추어 구성되어 있으면서도 이들 유출구(12)는 내측이 넓고 외측이 좁은 형태로 구성되어 있다.

즉, 상부부선(10)의 하부면과 하부부선(20)의 상부면이 각각 경사면을 갖추어 이들 사이의 공간이 내측은 넓고 외측을 향해 점차적으로 좁아지는 형태로 구성되어 공기양수관(30)을 통하여 분출되는 물의 유출구(12)를 제공하게 되는 것이다.

또한, 상기 유출구(12)의 공간내에는 원주방향으로 다단계의 즉, 3단계의 걸름망(13)(13a)(13b)이 각각 일정한 간격을 가지면서 구비되어 있으며, 이의 걸름망(13)(13a)(13b)들은 물론 통과되면서도 침전물의 이물질은 걸려지는 구조를 갖추어 구성되어 있다.

또한, 상기 상,하부 부선(10)(20)은 각각 부력을 제공하는 부력실(14)(21)을 갖추어 구성되어 있으며, 이때, 하부부선(20)의 공기실(21)은 첨부된 도면의 제4도에서 더욱 상세히 나타내고 있는 바와 같이 격벽으로서 사방향으로 구획되는 4개의 부력실(21)(21a)(21b)(21c)을 갖추어 구성되어 있다.

상기 부력실(21)(21a)(21b)(21c)에는 각각 제1 및 제2밸브(22)(22a)로서 제어되는 공기주입관(23)과, 제3밸브(24)로서 개폐되는 물주입구(25)가 구비되어 공기 및 물의 주입에 따라 본체(100)의 수평도를 유지할 수가 있게 될 것이다.

또한, 하부부선(20)의 하부에는 하부면이 밀폐되는 침전물수거실(50)이 구비되어 있고, 이의 내부 중심부에는 수직방향으로 원통형의 공기양수관(30)이 구비되어 있다.

상기 공기양수관(30)은 첨부된 도면의 제5도에서 더욱 상세히 나타내고 있으며, 이는 상부가 개구되는 원통형으로 구비되면서도 상,하부 부선(10)(20)의 사이인 유출구(12)의 위치에 원주방향으로 배출공(31)이 구비되어 있고, 하부에는 미도시된 외부의 에어콤프레샤와 공급호우스(32)로 연결되는 압축공기 분출구(33)가 구비되어 있다.

이의 압축공기 분출구(33)는 그 상부에 다수개의 분사공들이 천공되어 외부의 에어콤프레샤로부터 공급호우스(32)를 통해 공급되는 압축공기를 공기양수관(30)의 상부측으로 분사하게 되는 것이며, 또 상기 공기양수관(30)의 상부에는 배출공(31)을 통하여 배출되는 물이 유출구(12)측으로 용이하게 안내되도록 하는 안내부재(34)가 구비되어 있다.

또한, 상기 공기양수관(30)의 하부에는 침전물흡입기(40)와 연결되는 흡입호우스(41)가 연결되어 있으며, 상기 흡입호우스(41)는 후렉시블한 관체로 구비되어 침전물흡입기(40)가 바닥면에 정확히 위치하도록 일정한 길이를 갖추어 구성되어 있다.

상기 침전물흡입기(40)는 첨부된 도면의 제5도 및 제6도에서 더욱 상세히 나타내고 있다.

이의 침전물흡입기(40)는 흡입호우스(41)와는 횡방향으로 구비되는 원통형의 유도관(42)을 갖추어 구성되어 있고, 이의 유도관(42)의 상부에는 부력을 조절하는 다수개의 부구(43) 및 하부에는 유도관(42)과 연통되는 다수개의 흡입구(44)가 구비되어 있다.

상기 흡입구(44)는 그 끝단이 수중의 바닥면에 직접 닿아 침전물을 흡입하는 것으로서 이의 외연에는 각각 일정한 중량의 무게추(45)를 갖추어 구성되어 있는 것이며, 이때 상기 무게추(45)는 그 중량이 부구(43)의 부력과 상쇄하여 유도관(42)이 항상 정확한 높이를 유지토록 함으로써 흡입구(44)의 끝단이 바닥면으로부터 약 10-20Cm의 간격을 유지토록 하기 위한 것이다.

계속해서 이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 침전물농축부선(100)은 첨부된 도면의 제1도 및 제2도에서 보는 바와 같이 담수호(1)의 수면에 띄우고 이와 흡입호우스(41)로 연결된 침전물흡입기(40)를 수중의 바닥면에 설치하게 되면, 상기 침전물농축부선(100)은 상,하부 부선(10)(20)의 각 부력실(14)(21)(21a)(21b)(21c)의 부력에 의해 담수호(1)내에 부상된 채로 설치됨과 아울러 침전물흡입기(40)는 첨부된 도면의 제7도에서와 같이 바닥면으로 약간 이격된 채로 설치가 되어지는 것이다.

이러한 상태에서 지상에 설치되어 있는 에어콤프레샤를 작동시키게 되면, 이의 에어콤프레샤의 작동에 의해 압축공기가 공급호우스(32)을 거쳐 공기양수관(30) 하부에 설치된 분출구(33)를 통하여 분출되고, 이의 압축공기는 부력에 의해 공기양수관(30)의 내경을 통하여 상부측으로 부상되어 지는 것이다.

이에 따라 압축공기는 공기양수관(30)내에 유입된 물을 상부측으로 상승시키면서 용존산소를 공급하게 되는 것이고, 상승되는 압축공기는 공기양수관(30)의 상단 개구부를 통하여 외기로 방류됨과 동시에 물은 공기양수관(30)의 배출공(31)을 통하여 배출된 후 상,하부 부선(10)(20) 사이의 걸름망(13)(13a)(13b)들을 거쳐 유출구(12)를 통하여 수중으로 방류되어 지는 것이다.

이때, 상기와 같이 공급되는 압축공기의 상승작용에 의해 공기양수관(30)내에는 강한 흡입력이 작용하게 되는 것이고, 이에 따라 공기양수관(30)의 하부에 흡입호우스(41)로 연결된 침전물흡입기(40)로부터 바닥면의 침전물이 유입되어 공기양수관(30)을 거쳐 전술한 바와 같은 경로를 통하여 수중으로 배출되어 지는 것이다.

즉, 바닥면의 침전물은 물과 함께 침전물흡입기(40)의 각 흡입구(44)를 통하여 유도관(42)내로 유입된 후 흡입호우스(41)를 거쳐 공기양수관(30)의 하부로 유입되는 것이고, 이와 같이 공기양수관(30)으로 유입된 물과 침전물은 압축공기의 부력에 의해 공기양수관(30)의 상부 배출공(31)을 통하여 배출되면서 물은 다단계의 걸름망(13)(13a)(13b)들을 통과하여 수중으로 환수됨과 동시에 입자를 가지는 침전물은 상기 걸름망(13)(13a)(13b)들에 걸려져 그 하부의 침전물수거실(50)로 낙하 수집되어 지는 것이다.

그리고, 상기와 같이 작동되는 침전물흡입기(40)는 첨부된 도면의 제6도 및 제7도에서 보는 바와 같이 유도관(42)의 상부에 일정한 부력을 가지는 다수개의 부구(43)가 갖추어 구성됨과 동시에 그 하부의 유입구(44)에는 상기 부구(43)의 부력과 상쇄되는 무게추(45)를 갖추어 구성됨으로써 침전물흡입기(40)는 항상 수직, 즉, 유입구(44)들이 바닥면으로 향하게 됨은 물론 일정한 간격을 유지하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 침전물농축부선(100)은 상,하부 부선(10)(20)의 각 부력실(14)(21)(21a)(21b)(21c)들에 의해 부력을 유지하게 되는 것이나, 수위에 따라서 수평을 정확히 유지하는 것이 요구되고 있는데, 이러한 경우에는 첨부된 도면의 제4도에서 보는 바와 같이 각 밸브(22)(22a)(24)를 조절하여 수평 및 설치의 높낮이를 조절할 수가 있게 되는 것이다.

즉, 침전물농축부선(100)의 부력을 높이고자 할 경우에는 제1밸브(22)를 폐쇄한 상태에서 제2밸브(22a)를 개방하여 공기주입관(23)으로 외부에서 압축공기를 주입시키게 되면, 하부부선(20)의 부력실(21)(21a)(21b)(21c)들에는 압축공기가 주입됨으로써 부력이 증대된다.

이와는 반대로 부력이 강하여 이를 낮추고자 할 경우에는 상기 제2밸브(22a)를 폐쇄한 상태에서 제1밸브(22)를 개방함과 동시에 제3밸브(24)를 개방하게 되면, 담수호(1)내의 물은 제3밸브(24)를 통하여 각 부력실(21)(21a)(21b)(21c)내로 유입됨으로써 부력이 하강하게 된다.

상기와 같은 작용으로 침전물농축부선(100)의 전체적인 설치위치를 조절할 수가 있음은 물론이고, 각 부력실(21)(21a)(21b)(21c)들의 부력을 조절함으로써 수명을 조절할 수가 있게 된다.

계속해서, 상기와 같은 작동이 이루어지는 동안 침전물수거실(50)내로 수거되는 침전물은 별도의 장치를 사용하여 외부로 흡입하여 농축조로 배출시키게 됨으로써 일련의 작동을 이루게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 담수호 및 호소 등의 수질개선장치는 공기양수관을 갖는 별도의 침전물농축부선을 담수호내에 띄워서 상기 공기양수관으로 압축공기를 강제적이고도 연속적으로 공급토록 함으로써 담수호내의 용존산소량을 증가시켜 수질을 개선시키게 되는 효과를 가지게 된다.

또한, 상기와 같이 침전물농축부선의 공기양수관으로 공급되는 압축공기에 의해 수중의 바닥면에 침전되어 있는 각종 침전물을 침전물농축부선으로 흡입하여 수거토록 함으로써 수질을 근본적으로 개선하게 되는 효과를 가지게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 각종 담수호 및 호소 등에 설치되어 수질개선장치에 있어서, 상기 수질개선장치의 침전물농축부선(100)은 다수개의 연결구(11)로 연결되어 이들 사이에 원주방향으로 유출구(12)를 갖추어 구비되고 내부에는 부력을 제공하는 부력실(14)(21)(21a)(21b)(21c)을 각각 갖춘 상,하부 부선(10)(20)과; 상기 유출구(12)의 공간내에는 원주방향으로 세겹으로 구비되고 물은 통과시키면서도 입자를 가지는 침전물은 차단하여 그 하부로 낙하 수거토록 하는 3단계의 걸름망(13)(13a)(13b)과; 상기 하부부선(20)의 하부에 일체형으로 구비되고 하부면이 밀폐되어 걸름망(13)(13a)(13b)에 의해 걸러져 낙하되는 침전물을 수집하도록 하는 수상 침전지.
2. 제1항에 있어서, 상기 침전물흡입기(40)는 흡입호우스(41)로서 침전물농축부선(100)의 공기양수관(30)과 연결되면서 이와 횡방향으로 구비되는 원통형의 유도관(42)과, 상기 유도관(42)의 상부에 다수개로 구비되고 부력을 가지는 원구형의 부구(43)와, 상기 유도관(42)의 하부에 이와 연통되게 다수개로 구비되고 바닥면으로부터 침전물을 흡입안내토록 하는 후렉시블한 관체의 흡입구(44)와, 상기 흡입구(44)의 외주연상에 각각 체결구비되면서도 부구(43)들의 부력과 상쇄되는 중량을 갖추어 흡입구(44)의 끝단이 항상 바닥면으로부터 약 10-20Cm의 간격을 유지토록 하는 무게추(45)를 갖춘 것을 특징으로 하는 흡입장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 하부부선(20)의 부력실(21)(21a)(21b)(21c)를 격벽으로서 사등분하고 이의 각 부력실(21)(21a)(21b)(21c) 상,하부에는 각각 제1 및 제2밸브(22)(22a)로서 제어되면서 압축공기를 주입할 수 있도록 하는 공기주입관(23)과 제3밸브(24)로서 제어되는 물주입구(25)를 각각 연결하여 압축공기 및 물의 주입에 따라 침전물농축부선(100)의 설치 높낮이는 물론 수평도를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수상침전지의 수위 조절장치.

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