KR100350690B1 - 슬러지 농도조절 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양이나 강, 호수 등의 바닥에서 모래와 물을 준설함에 있어 최적의 준설배관시스템을 구현하기에 앞서 미리 시험모형을 통해 다양한 데이터를 추출해내기 위해 선행되어야 할 슬러지의 농도를 조절할 수 있도록 한 준설슬러지 농도조절 시험장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 원심분리수조에 의해 물과 모래를 분리하고, 이들 분리물을 개개의 밸브조작에 의해 혼합농도를 조절할 수 있도록 되어 있다. 따라서 슬러지의 농도를 조절하여 가면서 준설루프 모형배관시스템에서 각종 측정계기를 적용하여 필요한 기초 측정자료를 제공받을 수 있는 장점을 갖고, 이를 토대로 실질적으로 준설시스템의 최적 효율적인 배관을 구현할 수 있다.

Description

슬러지 농도조절 시험장치{Sludge density regulation testing device}

본 발명은 해양이나 강, 호수 등의 바닥에서 모래와 물을 준설함에 있어 최적의 준설배관시스템을 구현하기에 앞서 미리 시험모형을 통해 다양한 데이터를 추출 해내기 위한 시험장치에 관한 것으로서, 특히 슬러지의 농도를 조절할 수 있도록 한 준설슬러지 농도조절 시험장치에 관한 것이다.

실제 현장에서 사용하기 위한 준설 시스템에서는 준설된 모래와 물이 섞여있고, 이들의 혼합농도에 따라 관로내의 흐름이 달라진다.

따라서 관로내의 배송에 따른 흐름의 특성을 이해한다면 보다 효율적인 준설시스템을 구현할 수 있는 것이다.

그러나 실제의 준설시스템에서 흐름 특성을 찾아내기에는 거의 불가능하였다. 왜냐하면, 이런 흐름특성을 찾아내려면 선행되어야 할 것이 준설된 슬러지의 농도를 우선 조절할 수 있어야 한다. 그런데 현장에서 사용하는 준설시스템에는 그 규모가 무척 클 뿐만 아니라 농도조절을 용이하게 조절할 수 있는 방법을 강구하기가 어렵다. 설령 농도를 조절할 수 있다고 하더라도 이의 흐름특성을 측정하기란 불가능하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로서, 슬러지의 농도를 조절할 수 있도록 하여 슬러지 흐름특성에 대한 다양한 데이터를 제공받을 수 있도록 한 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

준설된 슬러지의 농도를 조절하기 위한 농도조절 시험장치로서,

슬러지를 일방에서 타방으로 흘려보내기 위한 슬러지배송관과;

상기 슬러지배송관의 상류, 중류, 하류측에서 각기 접속된 슬러지투입관, 모래배출관, 과류배출관과;

상기 슬러지투입관, 모래배출관, 과류배출관에 각기 설치되어 관로의 단면적을 조절하는 제1밸브, 제2밸브, 제3밸브 그리고 상기 슬러지투입관과 모래배출관의 접속분기점 사이의 슬러지배송관에 접속된 제4밸브와;

상기 슬러지투입관과 연결되어 슬러지가 원주상에 대해 접선방향으로 유입되도록 상부에 슬러지투입구를 갖고, 상기 모래배출관과 연결되어 분리된 모래를 배출시키도록 하부 중앙에 모래배출구를 갖고, 또 상기 과류배출관과 연결되어 분리된 물의 과류를 배출시키도록 최상부에 과류배출구를 갖는 원심분리수조를 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수단에 의하면, 원심분리수조에 의해 물과 모래의 분리가 용이하고, 분리된 물과 모래를 적절하게 4개의 제1 내지 제4밸브의 조절하여 원하는 혼합농도를 얻을 수 있다. 이 농도조절된 슬러지는 별도의 시험배관장치를 통해 유체의 속도, 압력 등을 측정하여 시험값을 구하고, 이 구해진 데이터를 가지고 실제 준설 배관시스템의 최적 효율을 구하는데 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬러지농도조절 시험장치의 개략도.

도 2는 슬러지농도조절 시험장치를 적용한 준설루프 배관 시험시스템의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 슬러지배송관 21 : 슬러지투입관

22 : 모래배출관 23 : 과류배출관

31 : 제1밸브 32 : 제2밸브

33 : 제3밸브 34 : 제4밸브

40 : 원심분리수조 41a : 슬러지투입구

41b : 모래배출구 41c : 과류배출구

50 : 드레인밸브 60 : 제트펌프

70 : 그믈망

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 슬러지 농도조절 시험장치의 개략도이다.

도 1에서 도면 부호 20은 슬러지가 인입되는 슬러지배송관이다.

상기 슬러지배송관(20)에는, 상류측에 슬러지투입관(21)이 연결되어 있고, 중류측에 모래배출관(22)이 연결되어 있고, 하류측에 과류배출관(23)이 연결되어 있다.

그리고 상기 슬러지투입관(21)에는 슬러지의 유입량을 조절하기 위한 제1밸브(31)가 접속되어 있고, 상기 모래배출관(22)에는 후술할 원심분리수조(40)에서 배출되는 모래의 량을 조절하기 위한 제2밸브(32)가 접속되어 있고, 과류배출관 (23)에는 원심분리수조(40)에서 분리된 물의 량을 조절하는 제3밸브(33)가 연결되어 있다.

상기 슬러지배송관(20)에는 상기 모래배출관(22)과 상기 과류배출관(23)이 연결되는 제1 및 제2분기점과의 사이에 슬러지의 통과량을 조절하기 위해 제4밸브 (34)가 접속되어 있다.

도면 부호 40은 원심분리수조이다.

상기 원심분리수조(40)는, 상기 슬러지투입관(21)과 연결되어 슬러지가 원주상에 대해 접선방향으로 유입되도록 상부에 구비된 슬러지투입구(41a)와, 상기 모래배출관(24)과 연결되어 분리된 모래를 배출시키도록 하부 중앙에 구비된 모래배출구(41b)와, 상기 과류배출관(23)과 연결되어 분리된 물의 과류를 배출시키도록 최상부에 구비된 과류배출구(41c)를 포함한다.

또, 상기 원심분리수조(40)의 상방에는 과압을 제거하기 위한 드레인밸브 (50)가 설치되어 있고, 상기 원심분리수조(40)의 상부에 모래가 과류배출관(23)으로 유입되는 것을 차단하기 위한 수단으로 그믈망(70)이 설치되어 있다.

이때 그믈망(70)의 메쉬 크기는 모래 입자가 QKwu나가지 않는 정도에서 결정된다.

그리고 상기 모래배출구(41b)와 상기 과류배출관(23)을 연결하는 유로상에 모래배출구(41b)의 모래막힘을 제거하기 위한 제트펌프(60)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 슬러지 농도 조절험장치의 작동 및 작용을 설명한다.

본 발명의 슬러지 농도 조절시험장치는 제1밸브 내지 제4밸브(31∼34)를 조절하여 이루어진다.

첫째, 제2밸브(32)와 제4밸브(34)를 막고, 제1밸브(31)와 제3밸브(33)를 열어두면 물만을 얻을 수 있다.

즉, 위 같이 밸브를 조작해두면 슬러지배송관(20)으로 유입된 슬러지는 열려진 제1밸브(31)를 통과하고 슬러지투입관(21)을 거쳐 원심분리수조(40)의 슬러지투입구(41a)로 투입된다.

원심분리수조(40)내로 투입된 슬러지는 접선방향으로 투입되어 원심력을 받고 비중에 의해 간단히 모래는 가라앉고 물은 부상한다. 즉 모래와 물이 비중차에 의해 분리된다. 여기서 분리된 모래는 닫혀진 제2밸브(32)에 의해 원심분리수조 (40)내에 쌓여지고 물은 오버되어 과류배출관(23)을 경유하여 열려진 제3밸브(23)를 통해 슬러지배송관(20)의 출구측으로 배출된다. 따라서, 슬러지배송관(20)의 출구측에는 물만 배출된다.

한편, 물과 모래가 섞인 농도를 조절하고자 할 경우에, 제1밸브(31)와 제4밸브(34)를 열어놓고, 제2밸브(32)와 제3밸브(33)의 개폐량을 조절한다.

즉, 상기한 원심분리 의해 원심분리수조(40)에서 걸러진 모래는 그 양이 제2밸브(32)에 의해 조절되어 슬러지배송관(20)의 제4밸브(34)를 거쳐나온 슬러지와 혼합된 후 다시 과류배출관(23)측 열려진 제3밸브(33)를 거쳐나온 물과 혼합되어 슬러지배송관(20)의 출구측으로 배출된다.

따라서 제2밸브(32)와 제3밸브(33)의 개폐량을 조절함으로서 모래와 물의 량이 결정되고 이에 의해 슬러지의 농도가 조절될 수 있는 것이다.

본 발명은 또한 제2밸브(32) 및 제3밸브(33)와 함께 제4밸브(34)를 조작하여 슬러지 농도를 조절할 수 있음은 물론이다.

이같이 농도조절이 이루어지는 동안에 원심분리수조(40)내의 모래배출구 (41b)가 막히게 되면 제트펌프(60)를 작동시켜 과류배출관(23)으로 흐르는 물을 고압으로 분사시키고, 이 수분사력에 의해 막힘된 모래를 불어내어 모래의 배출시 모래배출구(41b)의 막힘을 방지할 수 있다.

한편, 원심분리수조(40)내로 유입되는 모래는 그믈망(70)에 걸려서 과류배출관(23)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 원심분리수조(40)의 내압이 상승하게 되면 드레인밸브(50)를 열어 과압으로 인한 위험을 미연에 방지할 수 있다.

이와 같이 구성된 슬러지 농도조절장치는 도 2와 같이 준설루프 배관도에 설치되어 관로의 흐름특성을 시험하게 된다.

도 2와 같이 슬러지농도 조절장치의 슬러지배송관(20) 출구측으로 흘러나오는 모래와 물은 펌프(100)의 펌핑력에 의해 수직관로상에 설치된 차압계(101,102)측으로 흘러가면서 차압이 검출되고, 이때 펌프(100)의 흡입측과 토출측에 각기 압력센서(103,104)로 압력을 감지한다.

상기 차압계(102)를 지난 모래와 물은 다시 속도계(104)를 거치면서 슬러지 속도가 측정되고, 다시 서로 다른 직경을 갖고 경사지게 설치된 3개의 유리관로 (L1,L2,L3)로 유입되고, 이때 어느 하나의 관로(L1)측에 접속된 밀도계(105)를 지나면서 슬러지의 밀도가 측정되며 다시 차압계(106,017)로 압력차가 측정된다.

이때 차압계(101,102)가 연결되어 있는 관로의 중간에는 물을 보충하기 위한 물공급밸브(V1)와 공기빼기밸브(V2)가 연결되어 있다.

미설명 부호 120은 토조로서 모래가 흘러가는 궤적을 관찰하기 위한 것이고, V3,V4는 공기빼기밸브이고, V5,V6,V7은 드레인밸브이고, V11,V12,V13은 개폐밸브이다.

이와 같이 준설루프 배관시스템의 실험장치에서는 전술한 슬러지농도조절시험장치에 의해 농도조절된 슬러지(모래+물)가 차압계, 속도계 및 밀도계를 지나면서 검출자료를 제공하게 된다.

이 실험자료는 슬러지 농도값의 변화에 따른 측정값으로서 이를 기초자료로 하여 실질적으로 준설시스템의 배관에 적용하여 효율적이고 최적의 배관시스템을 구현할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 준설슬러지의 농도를 조절할 수 있는실험장치를 구현할 수 있어서 이 실험장치를 이용하여 슬러지의 농도를 조절하여 가면서 준설루프 모형배관시스템에서 각종 측정계기를 적용하여 필요한 기초 측정자료를 제공받을 수 있는 장점을 갖는다.

따라서 이를 토대로 실질적으로 준설시스템의 최적 효율적인 배관을 구현할 수 있다.

Claims (4)

1. 준설된 슬러지의 농도를 조절하기 위한 농도조절 시험장치로서,

   슬러지를 일방에서 타방으로 흘려보내기 위한 슬러지배송관(20)과;

   상기 슬러지배송관(20)의 상류, 중류, 하류측에서 각기 접속된 슬러지투입관 (21), 모래배출관(22), 과류배출관(23)과;

   상기 슬러지투입관(21), 모래배출관(22), 과류배출관(23)에 각기 설치되어 관로의 단면적을 조절하는 제1밸브(31), 제2밸브(32), 제3밸브(33) 그리고 상기 슬러지투입관(21)과 모래배출관(22)의 접속분기점 사이의 슬러지배송관(20)에 접속된 제4밸브(34)와;

   상기 슬러지투입관(21)과 연결되어 슬러지가 원주상에 대해 접선방향으로 유입되도록 상부에 슬러지투입구(41a)를 갖고, 상기 모래배출관(22)과 연결되어 분리된 모래를 배출시키도록 하부 중앙에 모래배출구(41b)를 갖고, 또 상기 과류배출관 (23)과 연결되어 분리된 물의 과류를 배출시키도록 최상부에 과류배출구(41c)를 갖는 원심분리수조(40)를 포함한 것을 특징으로 하는 준설슬러지 농도조절 시험장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 원심분리수조(40)의 상방에 과압을 제거하기 위한 드레인밸브(50)가 추가된 것을 특징으로 하는 준설슬러지 농도조절 시험장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 모래배출구(41b)와 상기 과류배출관(23)을 연결하는 유로상에 모래배출구(41b)의 모래막힘을 제거하기 위한 제트펌프(60)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 준설슬러지 농도조절 시험장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 원심분리수조(40)의 상부에 모래가 과류배출관(23)으로 유입되는 것을 차단하기 위한 수단으로 그믈망(70)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 준설슬러지 농도조절 시험장치.