KR100428704B1 - 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이펀 원리를 이용한 호수나 하천 등의 바닥에 침전되어 퇴적된 오니를 용이하게 흡수하는 사이펀 원리를 이용한 오니 흡입제거장치용 흡입기에 관한 것이다.

이는 특히, 오니 제거 지역인 상수조와, 오니를 수집하여 정수 처리할 수 있는 여과층이 형성된 정수조와, 상기 상수조에서 부상 및 이동 가능하도록 설치되면서 오니를 흡입는 부유선체와, 상기 부유선체에 연결되어 상수조 저면의 오니를 미세 분쇄하여 흡입 토출하도록 하는 흡입기 및 사이펀도관이 접속 연결된 전동대차와 구동레일로 이루어진 오니흡입장치와, 상기 흡입장치를 구동 제어하는 감지기 및 제어부를 포함한다.

이에 따라서, 호수 바닥에 침전 퇴적된 오니를 손쉽게 흡입 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기{an inhalant in inhalant and remover sludge by using siphon principle}

본 발명은 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기에 관한것으로,더욱 상세하게로는 상수조(forebay)에 해당하는 호수 바닥에 침전되어 퇴적된 오니(sludge)를 부유물질의 상승없이 흡입토록 하는 흡입기에 의해 흡입하여 사이펀도관(siphon pipe)을 통해 낮은 곳에 설치된 하수 처리장(sewage treatment works)인 여과층이 형성된 정수조(filter plant)로 옮김으로써, 호수 바닥에 침전 퇴적된 오니를 손쉽게 제거할 수 있는 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기에 관한 것이다

일반적으로 사이펀도관 원리는, 높은 쪽의 액면에 작용하는 대기압(air pressure)으로 인해 물이 호스 안으로 밀어 올려지는 것을 이용한 것이다.

이때, 낮은 쪽의 액면에도 대기압이 작용하고 있으나 물을 밀어 올리는 힘은 액면의 높이 차 h2-h1과 같은 높이를 가지는 액주의 압력만큼 약하다.

즉, 높은 곳에 있는 물을 용기를 기울이지 않고 낮은 곳으로 옮기는 일종의 관로(pipeline)이다.

이와 같은 원리를 이용한 것에는 공기에 닿거나 물체에 부착하는 것을 기피하는 약액이나 오염물질 등을 옮기는데 편리하며, 또 약액 등의 위에 뜬 맑은 액체만을 구분하여 옮길 수도 있다.

바람직하게 예를들면, 드럼통의 석유를 호스를 통하여 작은 통에 옮기는 것이 이 원리를 이용한 것이다.

또한, 농로가 도로, 철도, 또는 하천 등을 횡단할 때 그 밑을 통과하여 흐르게 하는 경우가 있는데, 이때 흐름은 관수로의 흐름을 거쳐 다시 개수로의 흐름으로 변환되는데 이와 같은 관로를 역 사이펀 (inverse siphon)이라 한다.

종래의 사이펀 원리를 이용한 오니(sludge)제거장치는, 대한민국 공개실용신안공보 실1998-059379호(1998.10.26)에 기재된 바와 같이, 인공적으로 만들어진 정수장이나 하수처리장의 침전지(sedimentation basin) 내의 퇴적된 오니를 제거하기 위한 오니제거장치가 도1에 예시되어 있다.

이와 같은 장치는, 정수장 및 하수처리장내 침전지(100)에 오니를 제거할 수 있는 수중대차(108)를 설치하여 상기 수중대차의 하부에는 오니를 인발(pull-out)할 수 있는 유공관(107)(107')을 전후부에 장착하고, 또한 상기 유공관 전후부 외측에 퇴적된 오니를 제거할 수 있는 각각의 전복용 스크레이퍼(106),(106')를 장착한 것으로서, 작업자가 설정한 시간동안 상기 수중대차(108)가 상기 침전지(100) 상단에 설치된 전동모타(101) 및 견인로우프(104)에 의해 왕복운동을 하면서 동시에 상기 스크레이퍼(106)(106')가 수평, 수직으로 회전에 의해 전복되면서 오니가 수집되도록 되어 있다.

이때, 수집된 오니는 상기 유공관(107)(107')으로 유입되고, 사이펀 작용(siphon action)에 의해 후렉시블관(130)을 통해 외부로 배출되도록 하는 기술적 고안이 기재되어 있다

이와 같은 종래의 고안 기술은, 인공적으로 잘 다듬어진 정수장 및 하수처리장의 침전지내의 바닥에 침전된 오니를 제거할 수 있는 수중대차(108) 및 레일(105)을 포함하는 오니제거장치를 사전에 침전지(100)내에 설치하여 작업자가 설정한 시간동안 상기 수중대차(108)가 전동모타(101) 및 견인로우프(104)에 의해 전후왕복운동을 하면서 상기 스크레이퍼(106)(106')가 수평, 수직 회전에 의해 퇴적된 오니를 수집하여 유공관(perforated drain pipe)을 통해 배출하도록 하는 사이펀작용(siphon action)을 이용한 인발장치(pull-out apparatus)로서, 자연적 환경변화에 의해 형성되거나 혹은 인공적으로 조성된 거대한 호수나 하천 등지의 굴곡이 심한 바닥에 침전되어 퇴적된 오니를 제거하는데 있어 상당한 장애가 수반된다.

또한, 제한된 정수장 및 하수처리장처럼 수중대차가 전후 왕복운동을 할 수 있도록 제반장치를 설치할 수도 없고, 더 넓은 호수 및 하천에서의 스크레이퍼(scraper)의 회전전복에 따른 침전물의 분산 흐름에 의해 오니 수집에 한계가 있다.

한편, 침전지내의 오니를 제거할 수 있는 공지된 기술들로서는, 구동견인방식(draft-driving mode)에 따라 브릿지타입(bridge type), 링크체인타입(link chain type), 와이어로프견인타입(wire-rope draft type) 등으로 구분되고, 슬러지 인발방법(pull-out method)에 따라 스크레이퍼(scraper) 이동식에 의해 전면의 맨홀홉바로 이송 후, 인발관(pull-out pipe)을 이용한 오니 인발방법과, 사이펀도관을 이용한 침전지내 전체 바닥 면에서의 인발방법으로 구분된다.

상기 브릿지형 방식은, 스크레이퍼(scraper)와 사이펀도관(siphon pipe)을 이용한 오니 제거 장치로서, 침전지 상부에 브릿지를 설치하고, 하부에 침전된 오니를 모아주는 스크레이퍼를 내려 오니를 전면부 맨홀홉바(manhole hop-bar)로 이송하도록 하는 것과, 상기 사이펀도관을 하부에 설치하여 상부 브릿지에 연결된 관로를 통해 배출하는 방식이 있다.

그러나, 이러한 장치는 설비비가 많이 들뿐만 아니라, 전자는 침전지 후면의 슬러지를 제거하지 못하고, 후자는 저농도의 오니를 인발하여 비경제적이라는 단점이 있다.

또한, 바닥면의 굴곡이 심한 호수나 하천 등에서는 스크레이퍼를 운전할 수 없는 문제점이 있다.

그리고, 상기 링크체인형 방식은, 사이펀도관을 사용하는 것이 아니라 침전지내에 부상된 침전물을 주로 제거하기 위해 상기 체인에 오니제거판을 연속적으로 달아서 침전지내의 상 하부를 이동하면서 스크레이퍼 기능을 갖도록 한 콤포지트콘베어(composite conveyor) 방식으로서, 이는 하수처리장 같은 부유물이 많은 곳에서 사용되는데 체인이 대기와 수중을 교차함으로서, 부식 등의 문제점을 안고 있다.

또한, 정수장 및 하수처리장 후면 벽에 부착된 오니를 완전히 제거하기가 곤란할 뿐만 아니라 사이펀도관을 사용하지 않으므로 굴곡이 심한 경사면에서는 적용할 수가 없다.

상기 와이어로프견인형 방식은, 바닥면에 부설된 레일 상에 침전물 제거용 스크레이퍼가 구비된 수중대차가 견인로우프에 의해 왕복 이동하면서 오니를 제거하도록 한 것인데, 이는 수동대차가 가동될 때 발생되는 와류나 난류 및 부등류로 인하여 사이펀도관을 통해 인발시에 침전효율 저하로 오니를 제대로 제거할 수 없는 경우가 생긴다.

또한, 굴곡이 심한 바닥면에 레일 등의 오니제거장치를 설치하는데 있어 상당히 제한적일 수밖에 없다.

이상과 같은 종래의 오니제거장치들은, 상수장이나 정수장 및 하수처리장과 같은 인공적으로 만들어진 사각형 침전지내에서만 오니를 제거하도록 되어 있는 것으로서, 바닥에 퇴적된 오니를 제거하기 위해서는 스크레이퍼가 장착된 수중대차를 견인로우프로 이동시켜 오니가 모아지면 사이펀도관을 통해 흡입 배출하도록 되어 있음을 알 수가 있다.

또한, 상기 실1998-059379호에서는 제어스토퍼(미도시) 및 가이드체인(미도시)에 의해 경사판등 장애물이 있는 곳에서도 수중대차의 운전이 가능하다고 기재되어 있으나, 이는 자연적 혹은 인공적으로 형성된 거대한 호수나 하천 등의 굴곡이 심한 바닥을 침전지로 하는 곳에서는 상기 오니제거장치를 수중에 설치할 수도 없거니와, 또한 상기 스크레이퍼(106)(106')의 회전전복 운동의 장애로 침전된 오니를 수집할 수도 없을 뿐만 아니라, 상기 스크레이퍼가 장착된 수중대차가 구동될 시에 난류, 단락류, 편류, 와류, 부등류에 의한 침전물의 산란현상 혹은 분산현상으로 침전된 오니가 재 부상될 가능성이 매우 높다.

이때, 사이펀도관을 이용한다 하더라도 제대로 흡입 배출할 수가 없으며, 또한 막대한 시설 및 부대장비가 소요되어 비경제적일 수밖에 없다.

이를 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 상수조, 정수장 및 하수처리장은 물론, 자연적으로 형성되었거나 혹은 인공적으로 조성된 거대한 호수나 하천 등에 있어서, 바닥에 침전되어 퇴적된 오니를 수면상에 부상시킨 오니흡입제거장치의 흡입기를 통해 사이펀작용을 활성화시켜서 오니를 제거하도록 한 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 사이펀 원리를 이용한 오니 제거기를 도시한 사시도.

도2는 본 발명에 따른 사이펀 원리를 이용한 호수 바닥 오니 제거를 도시한 사시도.

도3은 본 발명에 따른 오니흡입제거장치를 도시한 사시도.

도4a,b는 각각 도3에 따른 부유선체와 오니흡입장치를 도시한 사시도.

도5은 본 발명에 따른 오니 제거용 흡입기를 도시한 사시도.

< 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 >

210 : 흡입장치가 장착된 부유선체 230 : 정수조

302 : 전동모터 303 : 전원 및 제어부

240, 317 : 힌지부 319 : 표시수단

502 : 스크레이퍼 겸용 임펠러 504 : 감지기

상기 목적들을 달성하기 위해, 호수나 하천 등에 침전되어 퇴적된 오니 제거 지역인 상수조와, 사이펀 작용에 의해 토출된 오니를 수집하여 정수 처리할 수 있는 상기 상수조의 하류에 설치되는 여과층이 형성된 정수조와, 상기 상수조와 정수조 사이에 사이펀 작용을 활성화시키기 위해 상기 상수조의 수면 상에 부상 및 이동이 가능한 부유선체 및 구동레일에 설치되고, 상기 상수조 바닥에 퇴적된 일정면적의 오니 지역을 전후좌우 이동하면서 미세 분쇄시켜 흡입 토출 하도록 하는 오니흡입장치와, 및; 사용자가 현재의 오니 상태를 확인하고, 상기 오니흡입장치를 구동 제어하며, 또한 사용자가 설정한 작업시간이 끝나면 알람기능을 제어하도록 하는 감지표시수단 및 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 핵심 기술요지는, 호수나 하천 바닥면에 침전된 오니를 흡입 토출할 수 있는 오니흡입장치가 설치된 부유선체를 수면상에 부상시키고, 이를 사이펀도관에 접속 연결하여 사이펀 작용을 활성화시킴으로써, 오니를 제거하도록 하는 장치이다.

즉, 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 오니 제거 지역인 상수조(200)와, 사이펀 작용에 의해 토출된 오니를 수집하여 정수 처리할 수 있는 상기 상수조 하류에 설치되는 여과층이 형성된 정수조(230)와, 상기 상수조와 정수조 사이에 사이펀 작용을 활성화시킬 수 있도록 하기 위해 상기 상수조의 수면상에 부상 및 이동이 가능한 오니흡입장치(400)가 장착된 부유선체(210)와, 상기 상수조내의 상기 부유선체의 오니흡입제거장치와 상기 정수조를 연결하는 후렉시블 파이프 및 힌지부를 구비하는 사이펀도관(220)을 포함한다.

또한, 상기 부유선체에는, 상기 오니흡입장치를 구동제어하기 위한 수단으로서 감지기(504),(504-1),(504-2),(504-3),(504-4),(504-5),(504-6),(504-7) 및 수중탐사용 카메라(501)와 전원 및 제어부(303)가 더 추가되어 있으며, 사용자가 상기 감지기를 통해 인식한 오니 제거 지역에 원하는 작업시간을 사전에 설정하여 단시간에 광범위하게 오니를 쉽게 제거할 수 있도록 하는 사이펀 작용을 이용하는 것이다.

먼저, 도3에서와 같은 본 발명의 오니흡입제거장치는, 부유선체(210) 및 오니흡입장치(400), 선체고정장치(313) 프로펠러(311) 및 방향타(312), 제1공기밸브(305) 및 제2공기밸브(305'), 하부레일(308)(308') 및 상부레일(306), 타임벨트(304)및 가이드 롤러(314)와 감속기(301)를 포함하는 전동모터(302), 전동대차(316), 모터, 감지기 및 수중탐사용 카메라와 제1사이펀도관(310) 등을 포함하는 흡입기(309), 제1힌지부(317) 및 제2사이펀도관(318), 근접스위치(미도시)와 전원 및 제어부(303), 알람표시수단(319) 등을 포함하여 구성된다.

상기 부유선체(210)는 도4a에서와 같이, 고강도 내부식성을 갖는 300mm 스테인레스 파이프(stainless pipe)로 가공 조립된 선박모양의 구조체를 형성하며, 호수나 하천 등지의 수면상에서 13톤 이상의 하중에도 부상할 수 있도록 하기 위해 상기 파이프 속에 공기를 채워 조절하는 제1공기밸브(305) 및 제2공기밸브(305')가 설치된다.

그리고,동절기에는 상기 밸브를 통해 파이프내의 공개 압력을 조절함으로서 상기 부유선체(210)를 일정수면 이하로 잠수시켜 동파를 방지할 수 있다.

또한, 상기 부유선체(210)의 사각모서리에는 풀리(미도시) 및 고정추(403), (403-1),(403-2),(403-3)와 장력선(402)으로 이루어지는 선체고정장치(301),(313-1),(313-2),(313-3)가 설치되어 진다.

이와 같이 상기 부유선체(300)의 사각모서리에 선체고정장치(313)를 설치하는 이유는, 오니 제거 작업시에는 선체가 움직이지 못하도록 바닥면에 고정하고, 작업이 끝나고 다음 지역으로 이동시에는 고정추를 용이하게 감아 올리기 위한 수단으로서, 넓은 호수나 하천 등지의 바닥에 침전된 오니를 제거하기 위해 동력장치를 가동하면 상기 부유선체(210)가 흔들리고 수중 바닥에 퇴적된 오니를 미세 분쇄하여 흡입하는 흡입기(309)가 진동하여 사이펀 작용을 방해하는 것을 방지토록 부유선체(210)를 고정시킨다.

또한, 작업이 끝나고 다음 작업지역으로 선체를 옮기기 위해서는 상기 장력선에 매달린 일정무게를 갖는 고정추를 감아 올리거나 내리기 쉽도록 풀리(pulley)의 기능을 부가하였다.

여기서, 상기 부유선체(210)의 후면부에 별도의 프로펠러(311)와 방향타(312)를 추가 설치하면 선박추진기능이 구비되므로 작업지역 이동에 용이하다.

또한, 상기 프로펠러(311)는 모터에 의해 구동되거나 별도의 원동기를 구비한 동력장치를 사용하여 구동되며, 스피커 및 표시램프로 이루어진 알람기능, 즉 표시수단(319)이 구비되어 있는데, 이는 사용자가 설정한 오니제거 작업시간이 종료되면 감지수단 및 제어부에 의해 구동된다.

상기, 오니흡입장치(400)는 도4b에서와 같이, 상기 부유선체(210)의 패널(401),(401')상에 좌우로 이동할 수 있는 유희용 레일과 동일한 두 개의 하부레일(308),(308')과 하나의 상부레일(306)이 설치되며, 또한 상기 상부레일(306)을 구동제어하기 위한 각종 타이머가 내장된 근접스위치(미도시)와 가이드 롤러(314), 타임벨트(304), 감속기(301) 등을 구비하는 전동모터(302)와 전원 및 제어부(303)와, 흡입기(309)를 접속 연결되고, 상기 흡입기가 수중 내에서 높이가 조절될 수 있도록 하는 권상기(315)가 부착된 전동대차(316)로 구성된다.

그리고, 상기 하부레일(308),(308') 및 상부레일(306)은, 상기 부유선체(210)의 패널(401),(401')상에 앵커 및 브라켓(405)에 의해 고정되는 두 개의 하부레일(308),(308')이 일정 간격을 두고 나란하게 설치되며, 또한 상기 하부레일 상에는 하나의 상부레일(306)이 설치된다.

이때, 상기 상부레일의 저면부에는 구동바퀴(307)가 앵커 및 브라켓에 의해 고정되는 유희용 레일을 선택하였다.

이와 같이, 상기 상부레일(306)의 저면부에 구동바퀴(307)를 부착하는 것은, 바닥의 오니를 흡입토출하기 위한 오니흡입장치(400)의 전동대차(316)를상부레일(306) 상에서 전후 이동과 동시에 상기 전동모터(302)에 의해 사용자가 원하는 몇 단계만큼의 좌로 이동한 후 한번에 걸쳐 다시 원 위치로 복귀하도록 함으로써, 호수 바닥에 쌓인 일정면적의 오니를 손쉽게 제거할 수가 있으므로 해서 상기 구동바퀴(307)와 같은 구동수단이 요구되기 때문이다.

또한, 유희용 레일을 선택한 것은, 호수나 하천 등의 바닥에 침전되어 퇴적된 오니를 제거하기 위해 상기 전동대차(316)의 주구동체(403) 및 보조바퀴(404)의 구동방식에 따른 특성을 고려한 것이다.

상기 전동모터(302)는, 상기 하부레일(308),(308')상에 안착된 상기 상부레일(306)을 좌우로 구동제어하기 위한 정역회전 가능한 회전수단으로서, 사용자가 설정한 의도대로 정확한 위치에 어떤 물체를 이동하기 위한 타임벨트(304)와, 상기 타임벨트를 지지하고 안내하는 네 개의 가이드 롤러(314),(314-1),(314-2),(314-3)와, 회전체가 가지고 있는 고유속도를 감속하고 저속에서도 큰 구동 토오크를 발생하도록 하는 감속기(301)를 포함한다.

그리고, 상기 전동대차(316)는, 상기 부유선체(210)의 상부 패널(401),(401')상에 설치된 상부레일(306) 상에 장착되고, 그 구동방식은 저속에서 미끄럼 현상이 없는 큰 구동 토오크를 발생하는 하나의 주구동체(403)와, 상기 상부레일(306) 측면 요홈부의 전후좌우에 지지시킨 보조바퀴(404) 네 개를 달아 상기 전동대차(316)가 하나의 레일 상에서 넘어지지 않고 충분하게 지지될 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 전동대차(316)에는 호수나 하천 등의 바닥면에 퇴적된 오니를 미세 분쇄시켜 흡입하도록 하는 흡입기(309)와 접속 연결되고, 호수의 깊이에 따라 상기 흡입기(309)를 확장시키는 후렉시블 파이프로 된 제1사이펀도관(310)을 접속할 수 있는 연결장치가 구비되어 있다.

그리고, 상기 전동대차(316)가 전후왕복 운동할 때 상기 정수조(230)에 접속 연결되는 제2사이펀도관(318)이 자유롭게 360˚절곡 될 수 있도록 하는 제1힌지부(317)가 구비되어 있다.

또한, 상기 전동대차(316)에는, 권상기(315)가 추가로 부착되는데, 이는 호수나 하천 등의 바닥면에 침적되어 퇴적된 오니를 미세 분쇄 흡입하도록 하는 흡입기(309)에 부착된 오니 감지기 및 수중탐사용 카메라로부터 감지된 정보에 따라 상기 흡입기(309)의 수중 높낮이를 조절한다.

상기 흡입기(309)는 도5에서와 같이, 하단부가 나팔관(505) 형상을 갖는 원통상으로 형성되면서 그 상단부가 후렉시블 파이프(flexible pipe)로 된 사이펀도관(310)에 연결된다.또한, 상기 흡입기(309)는, 그 외주연 상부에 외부에서 사이펀도관(310)에 고정되는 전원케이블등을 통하여 전원을 공급받는 모터(500)와 수중 카메라(501)가 각각 연결설치된다.더하여, 상기 모터(500)는, 상기 흡입기(309)의 내측면 상부에 설치되는 헬리컬 기어(503)와 연결되고, 상기 헬리컬기어(503)는, 상기 흡입기(309)의 내경측 상부 중앙에 위치하는 보호커버(507)의 내측에서 회전가능 토록 설치된다.그리고, 상기 헬리컬 기어(503)는, 상기 흡입기(309)의 내측에서 헬리컬 기어(503)에 치합되면서 그 일부가 흡입기(309)의 외부에 노출토록 스크류 드라이버형 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)가 치합되도록 연결설치 된다.계속하여, 상기 흡입기(309)의 저면에는 스케인레스로된 인터럽트 망사(506)가 구비되며, 상기 흡입기(309)인 나팔관(505)의 단부에는 그 원주방향의 사방에서 수직. 수평으로 부착되면서 더듬이 형태인 8개의 감지기(504),(504-1),(504-2),(504-3),(504-4),(504-5),(504-6),(504-7)가 설치된다.상기 흡입기(309)의 동작은 다음과 같다.

먼저, 사용자는 부유선체에 지지되어 이동가능토록 되는 사이펀도관을 호수 바닥등의 오니가 침적된 위치에 근접시킨후 상기 흡입기(309)의 단부에 더듬이 형상으로 형성되는 다수의 오니 감지기 및 수중탐사용 카메라(501)를 동작시켜 지면의 상태를 감지한다.이때, 상기 전원 및 제어부(303)에 추가 부착된 모니터(미도시)로 구성된 감지수단에 지면의 화상이 전달되면서 감지기를 통하여 퇴적면의 딱딱한 정도가 제어부(303)에 전달되고, 상기 카메라(501)를 통하여 지면으로부터 입력된 데이터정보를 상기 모니터를 통해 확인한다.그리고, 상기 카메라(501)와 감지기를 통하여 바닥면에 침전된 오니의 농도가 다소 딱딱하게 퇴적되어 있어 사이펀도관(siphon pipe)만을 통해 충분한 사이펀 작용을 활성화시킬 수 없다고 판단되면 상기 흡입기에 부착된 모터(500)를 동작시키고, 상기 모터(500)는, 그 속도를 제어할 수 있도록 되어 있는 전원 및 제어부(303)에 내장된 가변전압조정기를 통해 그 속도가 조정된다.

이때, 상기 모터(500)와 접속 연결된 상기 헬리컬기어(503)에 부착된 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)를 구동시킴으로서, 퇴적된 오니를 미세 분쇄시켜 흡입하도록 되어 있다.

여기서, 상기 헬리컬기어(503)는, 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)로서 이루어져 그 단부가 퇴적층을 파면서 회전하여 퇴적물을 미세 분쇄된다.그리고, 상기 모터(500)에 연결되는 헬리컬기어(503)와 이에 치합되는 임펠러(502)는 유선형의 하우징으로 이루어진 보호커버(507)에 내장되어 임펠러(502)에 의해 채취된후 사이펀 작용에 의해 흡입되는 침전물의 유속 방해가 없도록 한다.

또한, 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)의 고속회전운동으로 인하여 침전물의 재부상 및 수류의 흐름을 예측할 수 있는데, 즉 난류, 부등류, 단락류, 편류, 와류 등에 의해 침전물이 산란 또는 분산되는 것을 방지하기 위해 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)는 특수 제작된 스크루 드라이브 형태를 갖는다.

더하여, 침전물의 분산 이전에 신속 흡입을 위해 상기 흡입기의 앞쪽을 나팔관(505) 모양을 구비하며, 상기 나팔관(505) 전면에는 인터럽트 망사(506)가 구비되어 침전물 이외의 불순물의 흡입을 방지하도록 한다.

상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)의 동작 기능을 더욱 상세하게 설명하면, 사이펀 작용 즉, 높은 쪽의 액면에 작용하는 대기압으로 인해 물이 호스 안으로 밀어 올려지는 초기 강력한 사이펀 작용을 돕기 위해서는 사이펀도관(220)을 통해 정수조(230)로 먼저 침전물을 뽑아내야 하는데, 이때, 상기 사이펀도관(220)의 직경이며, 거대한 호수나 하천의 특정지역에서 흡입된 오니를 이송 토출시킬 정수조까지는 상대한 거리일 수도 있기 때문에, 상기 전동대차(316)와 접속 연결되는 제1사이펀도관(310)을 통해 물을 먼저 채운다.

그리고, 상기 모터(500)의 속도를 사용자가 제어하여 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)의 회전 속도를 일정시간 동안 높여 펌핑(pumping)하여 줌으로써, 사이펀 작용이 활성화되도록 하였다.

이때, 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)의 순간 고속회전 운동으로 인하여 침전물의 재부상이나 상하좌우로 분산될 수 없도록 인터럽트 망사(506)가 쳐진 나팔관(505)이 설치되어 있음은 물론, 상기 나팔관(505)내로 침전물이 빠른 속도로 유입될 수 있도록 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)의 회전 날의 각도가 특수 제작되어 있다.

또한, 상기 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)는, 사용자가 오니 감지기 및 수중 탐사용 카메라를 통해 분석 판단한 정보에 따라 일정시간 동안 구동제어 되어 사이펀 작용이 활성화되면 상기 흡입기를 구동시키지 않을 수도 있으며, 또한 오니흡입제거장치의 전원 및 제어부(303)에 의해 자동적으로 구동 제어시킬 수 도 있다.

상기 오니 감지기 및 수중탐사용 카메라(501)는, 사용자가 호수나 하천 등지의 바닥면에 침전된 오니 상태를 파악하거나 프로그램화된 제어부(303)의 동작 기능에 따라 오니흡입장치(400)를 구동 제어하기 위한 수단으로서, 바닥면의 오니 상태를 감지하거나 굴곡면 등의 현재의 상태에 대한 종합정보를 수집할 수 있다.

또한, 모니터가 추가 구비된 제어부(303)로 검출된 데이터 정보를 전송하여사용자가 보다 정확하게 바닥면의 오니상태를 분석 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 오니 제거용 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)가 장착된 흡입기(309) 및 상기 전동대차(316)를 구동 제어할 수 있는 정보를 전달한다.

여기서, 사용자는 상기 전원 및 제어부(303)의 모니터를 통해 분석된 정보에 따라 상기 흡입기(309) 및 상기 전동대차(316)를 각각 별도로 작동시킬 수 있으며, 또한 상기 전원 및 제어부(303)의 기능에 의해 자동제어가 가능하다.

바람직하게 예를들면, 상기 감지기로부터 수집된 정보를 사용자가 모니터를 통해 분석 판단하여 상기 전동대차(316) 및 흡입기(309)를 수동 또는 자동으로 구동 제어시켜 오니를 바닥에서 미세 분쇄하고 흡입하여 사이펀도관을 통해 정수조(230)로 이송 토출할 수 있도록 도와주는 기능을 갖는 호수 바닥면의 현재의 상태를 정확하게 알려준다.

그리고, 상기 사이펀도관(220) 및 힌지부(240)는, 상수조(200)의 부유선체(210)에 설치된 상기 전동대차(316)와 상기 흡입기(309)를 접속 연결하는 후렉시블 파이프로 된 제1사이펀도관(310)와, 또한 정수조(230)와 상기 전동대차(316)를 연결하는 후렉시블 파이프로 된 제2사이펀도관(318)으로 되어 있으며, 또한 상기 전동대차(316)의 전후왕복 운동에 따른 상기 제2사이펀도관(318)이 뒤틀리거나 꼬이지 않도록 자유롭게 360˚절곡하는 제1힌지부(first hindge mount)(317)와, 또한 상기 전동대차(316)와 정수조(230) 사이의 거리가 멀어질 경우를 대비하여 상기 제2사이펀도관(318)을 확장 접속 연결하는 제2힌지부(second hindge mount)(317')로 구비되어 있다.

상기 정수조(230)은, 상기 사이펀 직경에 따른 사이펀작용(siphon action)이 충분히 일어날 수 있는 상수조(200) 아래에 설치되며, 또한 상기 상수조에 설치된 오니흡입장치(400) 및 제1사이펀도관(310)/제2사이펀도관(318)을 통해 오니가 흡입 토출되면 이를 수집하여 여과과정을 거치게 함으로써, 정수 처리된 맑은 물이 하류로 방류하는 것으로 되어 있다.

계속하여, 상기 전원 및 제어부(303)는, 사용자가 설정한 몇 단계만큼의 상부레일(306)을 이동 및 정지시키거나, 상기 전동대차(316)를 정역전 구동제어하며, 또한 상기 흡입기의 높낮이 및 위치를 조절하기 위한 권상기(315)를 구동제어하고, 기타 표시수단 등의 제어시스템에 전원을 공급하고 제어신호를 통제한다.

또한, 상기 권상기(315)를 구동 제어하기 위한 바람직한 일 예를들어 상기 제어부(303)의 동작 기능을 설명하자면, 감지기, 데이터저장부, A/D변환부, 마이컴(마이크로 컴퓨터), 구동부 등을 구비하여 흡입기의 높낮이를 제어한다.

상기 데이터저장부에는 호수나 하천 등의 바닥면 오니 상황에 따른 상기 흡입기의 높낮이 및 위치를 변경할 수 있는 각종 데이터정보를 사전에 저장시켜 놓는다. 상기 흡입기의 좌우 및 하부에 부착된 감지기를 통해 입력된 데이터를 A/D변환기를 거쳐 마이컴에 입력된다.

그리고, 마이컴은 상기 저장부에 저장된 데이터와 상기 감지기로부터 입력된 데이터를 비교하여 현재 상황에 따른 데이터를 리드하여 상기 권상기 구동부로 신호를 보낸다.

이때, 상기 권상기의 구동부는 상기 마이컴의 지시신호에 따라 권상기를 제어하여 흡입기의 높이를 조절하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는, 호수 및 하천 등지의 오니 제거 지역인 상수조와, 사이펀 작용에 의해 토출된 오니를 수집 여과처리할 수 있는 정수조 사이에 사이펀 작용을 활성화시키는 후렉시블 파이프로된 사이펀도관이 접속 연결된 오니흡입제거장치를 구비함으로써, 사용자가 감지기를 통해 인식한 오니 제거 지역에 원하는 작업시간을 사전에 설정하여 단시간에 광범위하게 오니를 쉽게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 호수나 하천 등의 바닥면의 굴곡진 경사면에 관계없이 잠수부나 별도의 고가의 오니제거용 장치를 수중에 투입하거나 설치하지 않고도 저 경비로 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (3)

1. 호수 바닥에 침전되어 퇴적된 오니를 부유선체에 지지되는 흡입기 의해 흡입한후 사이펀도관을 통해 낮은 곳에 설치된 정수조로 이송하도록 설치되는 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치에 있어서,

   하단부가 나팔관(505) 형상으로 형성되는 흡입기(309)의 상단부가 사이펀도관(310)에 연결되며, 상기 흡입기(309)의 외주연에 외부에서 전원을 공급받는 모터(500)와 카메라(501)가 연결되고, 상기 모터(500)와 연결되는 헬리컬 기어(503)가 내측에 설치되며, 상기 흡입기(309)의 내측에 헬리컬 기어(503)에 치합되면서 그 일부가 흡입기(309)의 외부에 노출토록 스크류 드라이버형 스크레이퍼 겸용 임펠러(502)가 설치되고, 상기 흡입기(309)의 전면에 인터럽트 망사(506)가 구비되는 것을 특징으로 하는 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기.
2. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬기어(503)는, 사이펀 작용에 의해 흡입되는 침전물의 유속 방해를 방지하도록 유선형 하우징으로 이루어진 보호커버(507)가 설치되는 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용 흡입기.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡입기(309)는, 하단부에 수직, 수평으로 부착된 더듬이 형태의 감지기(504),(504-1),(504-2),(504-3),(504-4),(504-5),(504-6),(504-7)가 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 사이펀 원리를 이용한 오니흡입제거장치용흡입기.