KR100686286B1 - 오염수정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수에 의해 쓸려오는 각종 입자상 오염물질을 걸러내기 위한 오염수정화장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 유입되는 오염수가 내부에서 회전할 수 있도록 유입경로를 제공하는 유입구와, 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질이 분리된 오염수가 배출되는 배출구를 가지는 수용챔버; 및 상기 수용챔버의 내부에 구비되어 상기 유입구를 통해 유입되는 오염수로부터 상기 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질은 걸러내고, 정해진 크기 이하의 입자상 오염물질이나 액상의 오염물질을 포함한 오염수는 배출시키도록 마련되는 바구니 형상의 분리챔버; 을 포함하며, 상기 분리챔버는, 상단은 상기 유입구의 하부이면서 상기 배출구의 상부에 위치도록 상기 챔버의 내부에 탈착 가능하도록 안착되고, 상기 상단에서 하단으로 이어지는 측면은 상기 수용챔버의 내벽과 간격을 가지도록 되어 있으며 내부의 오염수가 유출될 수 있는 유출공이 다수 형성됨으로써 구조가 간단하면서도 걸러진 입자상 오염물질을 제거하기 용이한 기술이 개시된다.

오염수정화장치

Description

오염수정화장치{SEWAGE PURIFICATION APPARATUS}

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 오염수정화장치에 대한 단면도이다.

도2는 도1의 오염수정화장치의 구성인 분리챔버에 대한 사시도이다.

도3은 도1의 오염수정화장치의 구성인 분리챔버에 대한 평면도이다.

도4는 내지 도6은 분리챔버의 응용예들에 대한 사시도이다.

도7 내지 도9는 도1의 오염수정화장치의 작동상태를 설명하기 위한 참조도이다.

도10은 분리챔버의 다른 응용예에 대한 사시도이다.

도11 내지 도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염수정화장치에 대한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110,210,310 : 수용챔버

111 : 유입구

112 : 배출구

120,220 : 분리챔버

121,221 : 유출공

140,240,340:수거망

본 발명은 오염수정화장치에 관한 것으로, 더 상세히는 오염수로부터 일정 크기 이상의 입자상 오염물질을 걸러낸 후 배출시키기 위한 기술에 관계한다.

일반적으로, 오염물질을 발생원인에 따라 구분하면 점오염물질과 비점오염물질로 구분할 수 있는데, 이 중 비점오염물질(Non-Point Sources)은 도로, 교량의 표면에 싸여있는 차량배기가스, 타이어 등의 미세분진 또는 골프장, 주차장, 농지, 건설현장 등의 지표면에 축적되어 있는 오염물질 등과 같이 우천시 빗물을 통하여 하천으로 유입되면 수질오염의 한 원인이 되는 것으로 따로 배출구가 없는 오염물질을 말한다. 이러한 비점오염물질은 우천시 빗물에 휩쓸려오기 때문에, 물리적, 화학적 성질을 달리하는 다양한 종류의 오염물질이 혼재되어 있는 데, 오염수를 효과적으로 정화시키기 위해서는 오염수에 혼재된 각 오염물질들마다의 물리적 화학적 성질을 이용하여 단계적으로 분리해 내는 작업이 필요하다. 이 때 각 단계에서는 분리해내고자 하는 오염물질의 종류에 맞는 오염수정화장치가 구비된다.

그러한 오염수정화장치들 중 가장 전단에 설치되어 오염수를 회전시켜 먼저 물보다 밀도가 큰 입자상 오염물질을 원심분리 해 내기 위한 하이드로사이클론형 분리기가 있는데, 종래 하이드로사이클론형 분리기에 관한 것으로는 본 발명의 발 명자가 선발명하여 출원 등록한 등록번호 10-0479717호에 개시된 기술 등이 있다.

그런데, 일반적으로 우천과 함께 발생하는 오염수에는 비닐이나 덩치가 큰 나뭇가지, 플라스틱 등의 입자상 오염물질 등이 혼재되기 마련인데, 이렇게 덩치가 큰 입자상 오염물질이 곧바로 하이드로사이클론형 분리기에 유입된 경우에는 하이드로사이클론형 분리기의 적절한 작동에 방해요소로 작용하게 되어서 하이드로사이클론형 분리기에 의한 오염수정화능력을 감소시킨다. 만일 하이드로사이클론형 분리기의 오염수정화능력이 감소되면, 계속하여 하이드로사이클론형 분리기의 후단에 설치되는 각 오염수정화장치들의 작동에도 방해요소로 작용하여 궁극적으로 모든 오염수정화장치들의 정화능력이 떨어지게 되는 것이다.

따라서 하이드로사이클론형 분리기로 오염수를 유입시키기에 앞서 일정 크기 이상의 입자상 오염물질을 먼저 걸러내는 단계가 필요하다. 이를 위해 단순히 오염수가 이동하는 경로 상에 그물구조의 스크린을 사용하고자 한다면, 그물구조에 걸린 오염물질들에 의해 오염수의 이동경로가 막히는 결과를 초래하는 문제점이 발생한다. 따라서 오염수의 이동경로를 막지 아니하면서도 일정 크기 이상의 입자상 오염물질을 먼저 걸러내어 배출시킬 수 있는 장치에 대한 필요성이 있다

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 오염수의 회전력을 이용하여 일정 크기 이상의 입자상 오염물질을 걸러내면서도, 오염수의 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 오염수정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오염수정화장치는, 유입되는 오염수가 내부에서 회전할 수 있도록 유입경로를 제공하는 유입구와, 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질이 분리된 오염수가 배출되는 배출구를 가지는 수용챔버; 및 상기 수용챔버의 내부에 구비되어 상기 유입구를 통해 유입되는 오염수로부터 상기 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질은 걸러내고, 정해진 크기 이하의 입자상 오염물질이나 액상의 오염물질을 포함한 오염수는 배출시키도록 마련되는 바구니 형상의 분리챔버; 을 포함하며, 상기 분리챔버는, 상단은 상기 유입구의 하측이면서 상기 배출구의 상측에 위치하도록 상기 챔버의 내부에 탈착 가능하도록 안착되고, 상기 상단에서 하단으로 이어지는 측면은 상기 수용챔버의 내벽과 간격을 가지도록 되어 있으며 내부의 오염수가 유출될 수 있는 유출공이 다수 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 분리챔버는 상단의 폭이 하단의 폭보다 큰 단면이 사다리꼴 형상인 것을 또 하나의 특징으로 한다.

상기 분리챔버의 측면은 오염수의 회전방향을 기준으로 계속적으로 낮아지는 계단형상을 이루고 있으며, 상기 유출공은 회전하는 오염수와 직접 부딪히지 아니하는 부분에만 형성된 것을 또 하나의 특징으로 한다.

또한, 상기 분리챔버의 하방에 위치하며, 중력에 의해 수용챔버의 바닥측으 로 가라앉는 오염물질을 수거하기 위한 수거망;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 오염수정화장치에 대한 사시도이다.

도1을 참조하여보면, 본 실시예에 따른 오염수정화장치는 수용챔버(110), 분리챔버(120) 등을 포함하여 구성된다.

상기 수용챔버(110)는 수평 단면이 원통형상으로 구비되는데, 그 일 측(도면상 왼 쪽)에는 유입되는 오염수가 내부에서 회전할 수 있도록 유입경로를 제공하는 유입구(111)가 형성(오염수가 수용챔버의 벽면에 접선방향으로 유입되도록 형성)되어 있으며, 타 측(도면상 오른 쪽)에는 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질이 분리된 오염수가 배출되는 배출구(112)가 형성되어 있다. 그리고 상부는 덮개(130)로 구성되어 있어서 덮개(130)의 탈착에 의해 상부가 개방되거나 폐쇄되도록 구성된다.

상기 분리챔버(120)는 상기 수용챔버(110)의 내부에 구비되며, 유입구(111)를 통해 유입되는 오염수로부터 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질은 걸러내고, 정해진 크기 이하의 입자상 오염물질이나 액상의 오염물질을 포함한 오염수는 배출시키도록 마련된다. 이러한 분리챔버(120)는 걸러진 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질을 가둘 수 있는 바구니 형상을 가지며, 측면 및 하면에는 내부의 오염수가 유출될 수 있는 다수의 유출공(121)이 형성되어 있다. 여기서 유출공(121)의 크기 는 통과될 수 있는 입자상 오염물질의 크기를 제한한다. 그리고 분리챔버(120)의 상단은 유입구(111)의 하측이면서 배출구(112)의 상측에 위치도록 챔버의 내부에 탈착 가능하게 볼트 등의 고정수단에 의해 고정 안착되고, 상단에서 하단으로 이어지는 측면은 수용챔버(110)의 내벽과 간격(A)을 가지도록 되어 있으며, 또한, 하단은 수용챔버(110)의 바닥과 일정 간격을 가지도록 되어 있다. 따라서 분리챔버(120)의 내부로부터 측면이나 하면에 형성된 유출공(121)을 통해 유출되는 오염수가 적절히 유출될 수 있게 된다. 여기서 분리챔버(120)의 상단이 유입구(111)의 하부이면서 배출구(112)의 상부에 위치되도록 한 이유는 구조의 단순화를 위한 것이다. 만일 분리챔버의 상단이 유입구의 상측에 있게 되면 유입구를 통해 수용챔버 내부로 유입된 오염수가 분리챔버의 내부로 들어갈 수 있도록 통로를 만들어야 하는데, 분리챔버는 후술하는 바와 같이 경우에 따라서는 탈거시켜 축적된 오염물질을 제거할 필요성이 있기 때문에 분리챔버의 설치작업이 좋지 못하다. 따라서 분리챔버의 상단이 유입구의 하측에 있도록 함으로써 설치 및 구조상의 단순화를 꾀한 것이다. 이러한 분리챔버를 도2 및 도3을 참조하여 더 상세히 설명한다.

도2는 분리챔버(120)에 대한 사시도이고, 도3은 분리챔버(120)에 대한 평면도이다. 도2 및 도3에서 더 자세히 참조되는 바와 같이, 분리챔버(120)의 상단은 수용챔버(110)의 내벽 측으로 확장된 확장부(122)를 가지고 있어서, 이 확장부(122)를 통해 수용챔버(110)의 내벽 측과 볼트 등의 고정수단에 의해 결합되며, 또한, 한 쌍의 손잡이(123)가 확장부(122)에 구비되어 있다. 그리고 분리챔버(120)는 상단의 폭이 하단의 폭보다 큰 단면이 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 또한, 분 리챔버(120)의 측면은 오염수의 회전방향(a)을 기준으로 계속적으로 낮아지는 계단형상을 이루고 있는데, 계단형상의 측면을 더 자세히 살펴보면, 도2 및 도3에서 참조되는 바와 같이, 오염수가 회전이동 할 때 회전이동에 의해 직접 부딪히는 부분에는 상기한 유출공(121)이 형성되어 있지 않고, 회전 이동하는 오염수가 직접 부딪히는 부분 사이의 연결부분(즉, 회전하는 오염수가 직접 부딪히지 아니하는 부분)에만 유출공(121)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같은 분리챔버(120)는 도4 내지 6과 같이 응용될 수 있다. 즉, 도4의 분리챔버(120A)에는 유출공(121A)이 상하로 길게 형성되어 있고, 도5의 분리챔버(120B)는 단면이 원통형상이며, 도6의 분리챔버(120C)는 유출공도 상하로 길게 형성되어 있고 그 단면도 원통형상이다. 물론, 실시하기에 따라서는 유출공이 상하로 길게 다수개가 나란히 형성되어 있을 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 오염수정화장치에 대한 작동상태를 도7 내지 도9를 참조하여 설명한다.

먼저 도7을 참조하여 전체적인 동작을 살펴보면, 유입구(111)를 통해 유입된 오염수는 원통형의 수용챔버(110)의 내벽에 의해 회전력을 얻어 회전하게 되면서 하방에 위치한 분리챔버(120)의 내부로 이동하게 된다. 오염수는 분리챔버(120)의 내부에서 회전하면서 유출공(121)의 크기보다 큰 입자상 오염물질은 분리챔버(120)의 바닥에 가라앉게 되고, 물 및 유출공(121)의 크기보다 작은 입자상 오염물질은 도8에서 참조되는 바와 같이 다수의 유출공을 통해 분리챔버(120)의 내부를 탈출하 게 된다. 이 때, 분리챔버(120)의 외부이면서 수용챔버(110)에 내부에 위치한 오염수로부터는 중력에 의해 유출공(121)보다는 크기가 작지만 물보다 밀도가 큰 오염물질이 분리되어 수용챔버의 바닥으로 가라앉게 된다. 그리고 지속적으로 유입구(111)를 통해 오염수가 유입되기 때문에 분리챔버(120)의 외부이면서 수용챔버(110)의 내부에 위치한 오염수는 배출구(112)를 통해 수용챔버(110)의 외부로 배출된다.

도9는 분리챔버(120)의 기능을 설명하기 위한 작동상태도인데, 도9에서 참조되는 바와 같이 유출공(121)보다 크기가 큰 입자상 오염물질은 분리챔버(120) 내에서 오염수와 함께 회전하게 되는 데, 이 때, 입자상 오염물질이 회전이동 할 때 회전이동에 의해 직접 부딪히는 부분에는 유출공(121)이 없기 때문에 유출공(121)이 입자상 오염물질에 의해 막히지 않게 된다. 물론, 오염수 및 입자상 오염물질이 회전이동 할 때 회전이동에 의해 직접 부딪히지 아니하는 부분(유출공이 형성된 부분)으로는 입자상 오염물질이 유출공(121)에 끼일 정도로 큰 힘으로 부딪힐 수 없는 구조이고, 입자상 오염물질이 오염수에 의해 지속적인 회전력을 제공받기 때문에, 궁극적으로 유출공(121)이 입자상 오염물질에 의해 막힐 염려가 없는 것이다. 따라서 유출공(121)보다 크기가 큰 입자상 오염물질은 오염수로부터 지속적인 회전력을 제공받아 분리챔버(120) 내를 회전하면서 점차적으로 하방으로 내려가게 되어 분리챔버(120)의 바닥에 가라앉게 되는 것이다. 그런데, 본 발명과 같은 오염수정화장치에서는 유입구(111) 근처에서는 오염수의 회전력이 크지만, 하방으로 내려갈수록 오염수의 회전력이 작아지는 결과를 초래한다. 이를 다시 표현하면, 분리챔 버(120)의 하부에서는 오염수의 회전력이 현저히 감소하여 유출공(121)들이 입자상 오염물질들에 의해 막힐 수 있다는 것을 의미한다. 그래서 본 실시예에 따른 분리챔버(120)는 단면이 사다리꼴을 가지도록 하여 하방으로 갈 수로 단면적이 줄어들게 하였다. 즉, 본 발명에 따른 분리챔버(120)는 하방으로 갈수록 오염수의 수용용적이 줄어들게 되는 데, 이렇게 오염수의 수용용적이 하방으로 갈수록 줄어들게 되기 때문에 오염수의 회전력 감쇠를 최대한 억제시킬 수 있게 되며, 이러한 오염수의 회전력 감쇠의 억제는 궁극적으로 분리챔버(120)의 하측에 있는 유출공(121)이 입자상 오염물질에 의해 막히는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.

그러나, 집중호우와 같은 폭우가 쏟아져 본 발명에 따른 오염수정화장치에 과도한 용량의 오염수가 유입될 수도 있다. 이때에는 오염수의 올바른 배수 작용이 이루어지지 않을 우려가 있으며, 오히려 오염수가 역류할 우려도 있다. 따라서, 도10에 도시된 바와 같이, 오염수가 회전하며 직접 부딪히는 부분에 과잉수유출공(221)을 형성시키면, 과도한 오염수가 유입될 시, 오염수가 수월하게 배수되도록 하여, 오염수의 역류를 방지할 수도 있다.

상기한 바와 같은 작동에 의해 수용챔버(110)의 바닥 및 분리챔버(120)의 바닥에 입자상 오염물질들이 쌓이게 되면, 관리자는 덮개(130)을 탈거시킨 후, 손잡이(123)를 잡고 분리챔버(120)를 들어올려 분리챔버(120)에 가두어진 오염물질을 제거하고, 펌프에 의해 수용챔버(110)의 바닥에 있는 오염물질을 제거한다. 물론, 분리챔버(120)의 하중을 감안하여 기중기 등을 이용하여 들어올릴 수도 있다.

한편, 도11 내지 도13은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면인데, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염수정화장치는, 수거망(140,240,340)을 더 포함한다. 수거망은 분리챔버의 하방에 위치하며, 중력에 의해 수용챔버의 바닥측으로 가라앉는 오염물질을 수거하기 위한 것인데, 실시하기에 따라서 다양하게 변경 가능하다. 도11 내지 도13에는 수거망의 설치에 따른 오염수정화장치에 대한 예를 몇가지 도시한 것이다.

먼저 도11은, 수거망(140)이 설치된 오염수정화장치의 가장 기본적인 구조인데, 수용챔버(210)에서 먼저 분리챔버(120)를 들어올린 후, 다시 수거망(140)을 들어올림으로써, 오염물질을 수월하게 제거할 수 있도록 한 것이다.

그리고, 도12에 도시된 오염수정화장치의 수거망(240)은 분리챔버(120)와 연결수단(240a)으로 연결되어, 수용챔버(310)에서 분리챔버(120)를 들어올릴 시, 수거망(240)이 함께 들어올려질 수 있도록 하여, 오염물질을 제거할 수 있도록 한 것이다.

한편, 도13에 도시된 오염수정화장치는 오염물질을 가장 간단하게 제거할 수 있도록 개량된 것인데, 먼저 분리챔버(220)의 바닥이 개방되어 있고, 수거망(340)은 분리챔버(220)의 내측을 통해 통과 가능한 크기로 제작되어, 분리챔버(220)의 하측에 위치한다. 따라서, 분리챔버(220)에서 분리된 오염물질은 그대로 수거망(340)으로 모아지게 되며, 분리챔버(220)의 유출공(221)을 통과하여 중력에 의해 수용챔버(310)의 바닥측으로 가라앉게 되는 오염물질 역시 수거망(340)으로 모아지 게 된다. 또한 분리챔버(220)의 바닥이 개방되어 있기 때문에, 분리챔버(220)를 들어올릴 필요 없이, 바로 수거망(340)을 들어올려 오염물질을 제거하면 되기 때문에, 오염물질의 제거 절차가 더욱 단순화 될 수 있는 것이다.

또한, 수거해야할 오염물질이 많을 경우, 수거망을 들어올리는 것이 부담스러운 작업이 될 수도 있다. 따라서 수거망은 다수개로 분할되어 각각 들어올릴 수 있도록 구성할 수도 있다. 물론 수거망(340)에 수거손잡이(340a) 등을 장착하여, 기중기 등을 이용하여 들어올릴 수 있도록 할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시 할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 오염수정화장치에 의하면, 분리챔버의 상단이 수용챔버의 유입구보다는 낮고 배출구보다는 높기 때문에 구조가 간단하여 제작 및 설치성이 좋고, 분리챔버의 단면이 사다리꼴이어서 분리 챔버의 하부에서도 오염수의 회전력을 유지할 수 있으며, 분리챔버의 측면이 오염수가 회전하는 방향으로 계속적으로 낮아지는 계단형상이면서 회전하는 오염수와 직접 부딪히지 아니하는 부분에만 유출공이 형성되어 있어서 유출공의 막힘을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유입되는 오염수가 내부에서 회전할 수 있도록 유입경로를 제공하는 유입구와, 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질이 분리된 오염수가 배출되는 배출구를 가지는 수용챔버; 및

   상기 수용챔버의 내부에 구비되어 상기 유입구를 통해 유입되는 오염수로부터 상기 정해진 크기 이상의 입자상 오염물질은 걸러내고, 정해진 크기 이하의 입자상 오염물질이나 액상의 오염물질을 포함한 오염수는 배출시키도록 마련되는 바구니 형상의 분리챔버; 을 포함하며,

   상기 분리챔버는, 상단은 상기 유입구의 하측이면서 상기 배출구의 상측에 위치하도록 상기 챔버의 내부에 탈착 가능하도록 안착되고, 상기 상단에서 하단으로 이어지는 측면은 상기 수용챔버의 내벽과 간격을 가지도록 되어 있으며 내부의 오염수가 유출될 수 있는 유출공이 다수 형성된 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분리챔버는 상단의 폭이 하단의 폭보다 큰 단면이 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 분리챔버의 측면은 오염수의 회전방향을 기준으로 계속적으로 낮아지는 계단형상을 이루고 있으며, 상기 유출공은 회전하는 오염수와 직접 부딪히지 아니하는 부분에만 형성된 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 분리챔버의 하방에 위치하며, 중력에 의해 상기 수용챔버의 바닥측으로 가라앉는 오염물질을 수거하기 위한 수거망;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.

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