KR100524641B1 - 회전식 슬러지 흡입장치 및 이를 채용한 수질 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 슬러지 흡입장치는 펌프; 상기 펌프와 연결되어 그 흡입력을 전달하는 흡입배관; 및 폐쇄성 수역의 바닥에 형성된 회수구 내에서, 그 일단이 상기 흡입배관과 연통되도록 결합되는 동시에 상기 결합부를 중심으로 회전가능하도록 설치되며, 상기 회수구 내의 물과 슬러지를 흡입하기 위한 복수의 흡입공이 형성된 복수의 흡입부재;를 포함한다.

Description

회전식 슬러지 흡입장치 및 이를 채용한 수질 정화 시스템 {Apparatus and system for sucking sludge in water for purification}

본 발명은 슬러지 흡입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연못과 같은 폐쇄성 수역의 수체 내에 존재하는 침전 슬러지나 퇴적 오니 등을 효과적으로 제거할 수 있는 슬러지 흡입장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 흡입장치를 채용하는 폐쇄성 수역의 수질 정화 시스템에 관한 것이기도 하다.

일반적으로, 자연적인 또는 인공 건조된 저수지나 연못과 같은 폐쇄성 수역은 상시적인 유입수가 부족하거나 거의 없는 것이 대부분이다. 이러한 폐쇄성 수역의 수체 내에서, 자연발생적인 오염물과 외부로부터 유입된 불특정 오염물의 증가율이 자연적인 자정 능력을 초과할 경우 수질은 심각하게 오염되며, 그로 인해 각종 침전 슬러지나 오니가 연못 바닥에 퇴적된다.

이와 같이 퇴적된 오염물은 시간이 경과함에 따라 부패되거나 수면 위로 부상하여 악취를 유발하고 수질을 오염시킴과 동시에 경관을 해치는 주요 원인이 된다. 따라서, 이러한 침전 슬러지나 퇴적 오니를 지속적으로 제거해야 할 필요성이 절대적으로 요구되고 있다.

종래에 상기와 같은 침전 슬러지나 퇴적 오니를 제거하는 일반적인 방법은 해당 수역의 물을 모두 배수하고 준설을 하거나 흡입 장비를 사용하여 배출하는 방법 등이었다. 그러나, 이러한 방법은 막대한 인력과 시간 및 비용이 소요되어야 하고, 더욱이 시간이 지남에 따라 오염물은 다시 증가되므로 주기적으로 오염물 제거작업을 반복해야만 하는 불편이 있다.

종래의 또 다른 방법으로서, 물 속에 약품을 투입하거나 공기를 주입하여 침전물을 부상시켜 이를 제거하는 시도가 있다. 그러나, 수역이 매우 넓을 경우에는 제거 효율이 매우 떨어지고 약품 및 공기 주입장치와 부상물 제거장치 등을 추가로 건설해야 하므로 매우 비경제적이다.

상기와 같은 점을 감안하여, 폐쇄성 수역의 수질을 정화하기 위해 슬러지를 상시적으로 회수하는 장치가 제안되고 있다. 이러한 장치에 따르면, 연못의 바닥에 복수의 흡입구가 형성되고 이들 흡입구는 지중 배관을 통해 수질 정화 장치로 연결되게 된다. 따라서, 상기 흡입구를 통해 상시적으로 물과 함께 침전물을 흡입함으로써 수질을 정화하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 장치에 있어서도, 직경이 좁은 흡입구를 통해 슬러지를 물과 함께 흡입하므로 흡입구와 인접한 영역의 슬러지는 제거될 수 있으나 그 보다 멀리 떨어진 영역의 슬러지는 제거되지 않고 여전히 퇴적되는 문제가 있다. 이를 위해 연못의 바닥에 많은 수의 흡입구를 설치할 수도 있으나, 이는 매우 비경제적이며 특히, 수환경을 심각하게 해칠 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 폐쇄성 수역의 물 속에 퇴적된 슬러지를 보다 넓은 영역에 걸쳐 효율적으로 제거할 수 있는 슬러지 흡입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 광범위한 영역의 슬러지를 효과적으로 제거하는 동시에 수환경은 전혀 해치지 않는 슬러지 흡입장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 슬러지 흡입장치를 채용하여 폐쇄성 수역의 수질을 효과적으로 정화할 수 있는 수질 정화 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슬러지 흡입장치는, 펌프; 상기 펌프와 연결되어 그 흡입력을 전달하는 흡입배관; 및 폐쇄성 수역의 바닥에 형성된 회수구 내에서, 그 일단이 상기 흡입배관과 연통되도록 결합되는 동시에 상기 결합부를 중심으로 회전가능하도록 설치되며, 상기 회수구 내의 물과 슬러지를 흡입하기 위한 복수의 흡입공이 형성된 복수의 흡입부재;를 포함한다.

바람직하게, 상기 흡입부재는 중공을 가진 원통형의 파이프이다.

더욱 바람직하게, 상기 흡입공은, 상기 흡입부재의 원주 방향을 따라 한쪽으로 치우쳐 모두 일방향으로 형성된다.

더욱 바람직하게, 상기 흡입공은 비스듬하게 상방 또는 하방으로 기울어져 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 흡입부재의 단부에 결합되는 동시에, 상기 흡입배관에 회전가능하도록 결합됨으로써 상기 흡입부재가 흡입배관과 연통되도록 하는 결합부재; 및 상기 결합부재와 흡입배관 사이에 개재되어 이를 상호 결합시키는 회전연결수단;을 포함한다.

바람직하게, 상기 회전연결수단은, 상기 흡입배관의 단부에 결합되는 부쉬; 상기 부쉬 내에 회전가능하도록 결합되며 상기 결합부재의 단부에 고정되는 회전튜브; 및 상기 부쉬와 회전튜브 사이에 개재된 베어링;을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 흡입부재 상부의 회수구 개구에 설치된 스트레이너를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 펌프; 상기 펌프와 연결되어 그 흡입력을 전달하는 흡입배관; 및 폐쇄성 수역의 바닥에 형성된 회수구 내에서, 그 일단이 상기 흡입배관과 연통되도록 결합되는 동시에 상기 결합부를 중심으로 회전가능하도록 설치되며, 상기 회수구 내의 물과 슬러지를 흡입하기 위한 복수의 흡입공이 형성된 복수의 흡입부재; 상기 흡입배관을 통해 흡입된 슬러지를 물로부터 분리 여과하는 여과장치; 및 상기 여과장치에 의해 여과된 물을 상부수역으로 공급하는 공급배관;을 포함하는 수질 정화 시스템이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치가 채용된 수질 정화 시스템의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 수질 정화 시스템은, 폐쇄성 수역인 연못에 설치된다. 상기 연못은, 대부분의 수량을 수용하며 상대적으로 수면이 낮은 하부수역(100)과, 상기 하부수역(100)보다 그 수면이 상대적으로 높은 일부 영역의 상부수역(200)으로 구분될 수 있다. 이들 상부수역(200)과 하부수역(100)은 그 사이의 단차수역(300)에 의해 연결되며, 물은 상기 상부수역(200)으로부터 하부수역(100)으로 유동한다.

본 발명에 따른 수질 정화 시스템은 상기 하부수역(100) 내에 설치된 복수의 슬러지 흡입장치(10)와, 상기 슬러지 흡입장치(10)에서 흡입된 슬러지를 여과하는 여과장치(20)를 포함한다.

상기 슬러지 흡입장치(10)는 상기 연못의 바닥에 서로 이격되어 복수개로 설치될 수 있으며, 그 간격과 수는 수질의 오염 정도와 자정 능력, 수역의 규모 등에 따라 적절하게 설정하고, 복수개로 설치될 때에는 순차적으로 작동될 수 있다.

도 3 및 도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치(10)의 보다 상세한 구성이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 연못의 바닥에는 소정 깊이의 회수구(110)가 형성되고, 그 내부에 슬러지 흡입장치(10)가 설치된다. 상기 회수구(110)는 콘크리트를 타설하거나 별도의 가설물을 설치함으로써 축조될 수 있다.

구체적으로, 슬러지 흡입장치(10)는 상기 회수구(110) 내에서 그 바닥으로부터 소정 간격 이격된 채로 설치되어 회전하는 복수의 흡입부재(11)(11')를 포함한다. 본 실시예에서, 대칭적으로 배치된 두 개의 흡입부재가 예시되어 있으나, 이것에 한정되지 않고 세 개 또는 네 개 이상의 흡입부재가 배치될 수도 있다.

바람직하게, 상기 흡입부재(11)(11')는 중공을 가진 원통형의 파이프로서, 그 측면에는 복수의 흡입공(12a)(12b)이 형성되어 있다. 상기 흡입부재(11)(11')는 원통형 파이프 뿐만 아니라 그 단면이 각형인 파이프도 채용할 수 있음은 물론이다. 본 발명에 따르면, 상기 흡입공(12a)(12b)은 모두 일방향(본 실시예의 도면에서는 반시계방향)으로 형성되어 있다. 이것은 후술하는 바와 같이 제1 및 제2 흡입공(12a)(12b)을 통해 물과 슬러지를 흡입할 때, 그 반작용으로 인해 흡입부재(11)(11')가 회전하도록 하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 흡입공(12a)(12b)은 흡입부재(11)(11')의 측방향으로 치우쳐 모두 일방향으로 형성되어 있는데, 더욱 바람직하게는, 예컨대 45°각도로 비스듬하게 상방 또는 하방으로 기울어져 형성될 수 있다. 이때 흡입공의 형성 각도는 흡입부재(11)(11')가 흡입 반작용에 의해 회전할 수 있는 범위 내에서 슬러지의 흡입 효율을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 흡입부재(11)(11')의 일단부는 상기 펌프(도 2의 40)에 연결된 흡입배관(30)과 연통되도록 결합되는데, 이때 상기 흡입부재(11)(11')는 흡입배관(30)의 결합부를 중심으로 회전가능하도록 결합된다.

본 발명에 따르면, 상기 흡입부재(11)(11')는 도 5에 도시된 바와 같이 회전연결수단(13)을 통해서 상기 흡입배관(30)에 결합될 수 있다. 상기 흡입부재(11)(11')는 일체로 형성되거나 또는 결합부재(11a)를 통해서 일체화될 수 있고 , 이 경우에는 상기 결합부재(11a)가 흡입배관(30)에 회전가능하도록 결합될 수 있다.

상기 회전연결수단(13)은 상기 흡입배관(30)의 단부에 상호 연통되도록 결합되는 부쉬(13a)와, 상기 부쉬(13a) 내에 회전가능하도록 결합되며 상기 흡입부재(11)(11') 또는 결합부재(11a)의 단부와 연통되도록 결합되는 회전튜브(13b)를 포함한다.

상기 회전튜브(13b)의 단부에는 브라켓(13c)이 형성되고, 이것이 볼트(15a)와 같은 체결부재에 의해 상기 결합부재(11a)의 단부에 형성된 브라켓(11b)에 결합된다. 또한, 상기 부쉬(13a)의 단부에도 브라켓(13d)이 형성되고, 이것이 볼트(15b)에 의해 흡입배관(30)의 단부에 형성된 브라켓(30a)에 결합될 수 있다.

상기 부쉬(13a)와 회전튜브(13b) 사이에는 예를 들어, 슬라이딩 베어링과 같은 베어링(13e)이 개재되어 상호 회전이 가능하도록 구성된다. 바람직하게, 상기 회전튜브(13b)의 무게를 지지하기 위해 그 하단부에도 별도의 베어링(13f)이 개재되어 그 회전을 원활하게 뒷받침할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 회전연결수단은 일 부품으로서 상기 흡입부재와 흡입배관에 대해서 조립 및 분해가 가능할 수 있도록 함으로써, 베어링의 손상이나 내용연수의 경과에 따라 교체가 용이하도록 구성될 수 있다.

비록, 본 실시예에서 상기 흡입부재(11)와 흡입배관(30) 사이의 결합을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 이해되어야 하며, 흡입부재가 흡입배관에 회전가능하게 결합될 수 있는 구성이라면 종래의 어떠한 구성도 적용가능하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 흡입부재(11)(11') 상부의 회수구(110) 개구에는 스트레이너(16)가 설치되어 커버할 수 있다. 상기 스트레이너(16)는 돌이나 자갈 또는 그 외 비교적 크기가 큰 이물질이 흡입부재(11)(11')에 부딪혀 손상시키는 것을 방지한다. 나아가, 도면에 도시된 바와 같이 상기 스트레이너(16) 위에는 자갈을 깔아서 은폐시킬 수 있는데, 이 경우 외부에서 연못 바닥에 설치된 슬러지 흡입장치를 시각적으로 인식하지 못하기 때문에 자연스러운 수경관을 연출할 수 있다. 물 속의 오염물질이나 슬러지는 상기 자갈 사이의 틈으로 유입될 수 있으므로, 이러한 자갈의 설치가 수질 정화에는 장애가 되지 않는다. 오히려, 상기 자갈 사이에 서식하는 미생물의 분해 작용으로 인해 수질 정화 효율이 향상되는 효과를 가져오게 된다.

더욱 바람직하게, 연못의 바닥에 설치된 복수개의 슬러지 흡입장치 사이에는 비교적 크기가 큰 돌이나 자갈 등을 높이 쌓아서 산을 만들고 이에 따라 오염물이나 슬러지가 자연스럽게 슬러지 흡입장치의 회수구(110)로 유도되도록 한다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 펌프(40)는 흡입된 슬러지를 분리 여과하기 위한 여과장치(20)와 배관으로 연결되며, 상기 여과장치(20)는 슬러지가 분리 여과된 물을 다시 상부수역으로 공급하기 위해 공급배관(41)에 의해 상부수역(200)으로 연결되어 있다.

비록 상기 여과장치(20)의 구체적인 구성은 상세히 설명되지 않았으나, 이는 종래의 다양한 여과장치 또는 여과설비가 본 발명에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 슬러지 흡입장치 및 수질 정화 시스템의 동작을 살펴보기로 한다.

본 발명의 수질 정화 시스템의 동작에 있어서, 먼저 펌프(40)가 구동되어 흡입배관(30)을 통해 하부수역(100)의 물을 흡입한다.

상기 펌프(40)에 의한 흡입력은 상기 흡입배관(30)과 연통되어 있는 상기 흡입부재(11)(11')로 전달되고, 그에 따라 흡입부재(11)(11')의 제1 및 제2 흡입공(12a)(12b)을 통해 물과 슬러지를 흡입하게 된다. 이때, 상기 제1 및 제2 흡입공(12a)(12b)은 모두 일방향으로 형성되어 있으므로, 상기 흡입부재(11)(11')는 물과 슬러지를 흡입하는 반작용에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 예컨대, 반시계방향으로 회전하게 된다. 상기 흡입부재(11)(11')의 크기 또는 길이는 위와 같은 반작용에 의한 자전력을 감안하여 적절하게 설정되는 것이 바람직하다.

이와 같은 흡입부재(11)(11')의 회전은 회수구(110) 주변의 침전슬러지를 부상시키지 않고 흡입하는 효과를 발휘하여 슬러지가 침적되는 것을 방지하고, 동시에 보다 많은 슬러지가 넓은 범위에 걸쳐 효과적으로 흡입될 수 있도록 한다.

이어서, 상기 흡입배관(30)을 따라 흡입된 슬러지와 물은 여과장치(20)로 가게 되고, 여기에서 슬러지는 여과되어 물과 분리된다.

그런 다음, 슬러지가 여과된 물은 다시 재공급을 위해 공급배관(41)을 따라 상부수역(200)으로 보내어지고, 정화된 물은 다시 상부수역(200)으로부터 단차수역(300)을 따라 하부수역(100)으로 흘러가는 과정을 반복하게 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 흡입부재는 원통형의 단일 파이프로 구성되어 있으나, 두 개 이상의 파이프가 채용되거나 또는 다른 적절한 형상의 부재로 변형되어 적용될 수 있음은 물론이다. 상기 흡입부재는 흡입력의 반작용에 의해 회전하면서 슬러지를 흡입한다는 기술적 특징을 만족하는 것이다.

삭제

본 발명의 슬러지 흡입장치 및 이를 채용한 수질 정화 시스템에 따르면, 흡입부재의 회전에 의해 물과 슬러지를 흡입하게 되므로 침전 슬러지의 퇴적을 방지하는 동시에 보다 넓은 영역에 걸쳐 슬러지를 효율적으로 제거할 수 있다.

또한, 상기 흡입부재는 별도의 구동원없이 흡입력에 의한 반작용의 결과로 회전하게 되므로 모터와 같은 구동수단을 추가적으로 설치할 필요가 없으며, 그에 따라 구조가 간단하고 설치 및 제조 비용 또한 경제적이다.

본 발명의 슬러지 흡입장치는 자갈 등에 은폐되도록 설치됨으로써 수경관 및 수환경을 전혀 해치지 않아 환경친화적인 시스템의 구현을 가능케한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치가 채용된 수질 정화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치가 채용된 수질 정화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러지 흡입장치의 결합부를 개략적으로 보여주는 단면도이다.

Claims (13)

1. 펌프;

   상기 펌프와 연결되어 그 흡입력을 전달하는 흡입배관; 및

   폐쇄성 수역의 바닥에 형성된 회수구 내에서, 그 일단이 상기 흡입배관과 연통되도록 결합되는 동시에 상기 결합부를 중심으로 회전가능하도록 설치되며, 상기 회수구 내의 물과 슬러지를 흡입하기 위한 복수의 흡입공이 형성된 복수의 흡입부재;를 포함하고,

   상기 흡입공은 상기 흡입부재에 일방향으로 기울어져 형성된 것을 특징으로하는 슬러지 흡입장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 흡입부재는 중공을 가진 원통형의 파이프인 것을 특징으로 하는 슬러지 흡입장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 흡입공은 상방 또는 하방으로 기울어져 형성된 것을 특징으로 하는 슬러지 흡입장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 흡입부재의 단부에 결합되는 동시에, 상기 흡입배관에 회전가능하도록 결합됨으로써 상기 흡입부재가 흡입배관과 연통되도록 하는 결합부재; 및

   상기 결합부재와 흡입배관 사이에 개재되어 상호 회전가능하도록 결합시키는 회전연결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 흡입장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 회전연결수단은,

   상기 흡입배관의 단부에 결합되는 부쉬;

   상기 부쉬 내에 회전가능하도록 결합되며 상기 결합부재의 단부에 고정되는 회전튜브; 및

   상기 부쉬와 회전튜브 사이에 개재된 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 흡입장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 흡입부재 상부의 회수구 개구에 설치된 스트레이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 흡입장치.
8. 펌프;

   상기 펌프와 연결되어 그 흡입력을 전달하는 흡입배관; 및

   폐쇄성 수역의 바닥에 형성된 회수구 내에서, 그 일단이 상기 흡입배관과 연통되도록 결합되는 동시에 상기 결합부를 중심으로 회전가능하도록 설치되며, 상기 회수구 내의 물과 슬러지를 흡입하기 위한 복수의 흡입공이 형성된 복수의 흡입부재;

   상기 흡입배관을 통해 흡입된 슬러지를 물로부터 분리 여과하는 슬러지 여과장치; 및

   상기 여과장치에 의해 여과된 물을 상부수역으로 공급하는 공급배관;을 포함하고,

   상기 흡입공은 상기 흡입부재에 일방향으로 기울어져 형성된 것을 특징으로 하는 수질 정화 시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 흡입부재는 중공을 가진 원통형의 파이프인 것을 특징으로 하는 수질 정화 시스템.
10. 삭제
11. 제8항에 있어서,

    상기 흡입부재의 단부에 결합되는 동시에, 상기 흡입배관에 회전가능하도록 결합됨으로써 상기 흡입부재가 흡입배관과 연통되도록 하는 결합부재; 및

    상기 결합부재와 흡입배관 사이에 개재되어 상호 회전가능하도록 결합시키는 회전연결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화 시스템.
12. 제11항에 있어서,

    상기 회전연결수단은,

    상기 흡입배관의 단부에 결합되는 부쉬;

    상기 부쉬 내에 회전가능하도록 결합되며 상기 결합부재의 단부에 고정되는 회전튜브; 및

    상기 부쉬와 회전튜브 사이에 개재된 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화 시스템.
13. 제8항에 있어서,

    상기 흡입부재 상부의 회수구 개구에 설치된 스트레이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화 시스템.