KR100788277B1 - 하수 관거 폭기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 하중에 의해 자연적으로 압축공기를 발생시켜 도로 하부 및 측면에 매설되어 있는 하수관거 및 우수관거, 측구 등에 압축공기를 불어넣어 하수 또는 우수를 폭기시켜 관거내의 오염물질의 농도를 자연적으로 저감할 수 있는 하수 관거 폭기 장치에 관한 것이다. 상기 하수 관거 폭기 장치는, 양측부와 하부를 따라 복수개 형성되는 흡기공을 갖는 하수 관거와, 상기 복수개의 흡기공을 따라 매립형성되어 연통되는 흡기관과, 상기 흡기관의 일단부에 연결관을 통해 연결되며 압축공기를 발생시켜 상기 흡기공을 통해 상기 관거에 압축공기를 공급하는 압축공기 발생부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 압축공기 발생부는 도로의 안전턱 등에 일부를 활용하여 설치하며 지나가는 차량의 하중에 의해 압축공기를 발생시켜 상기 흡기관으로 압축공기를 배출함이 바람직하다. 또한, 상기 흡기관과 상기 복수의 흡기공 사이에는 깔때기 모양의 복수개의 노즐 분사구가 수평으로 설치되고, 상기 흡기관의 연결관 내측에는 상기 흡기관쪽으로만 압축공기가 배출되는 단방 밸브가 설치됨이 바람직하다.

하수 관거, 폭기, 차량, 하중, 압축공기 발생, 단방 밸브, 노즐 분사구

Description

하수 관거 폭기 장치{SEWAGE CONDUIT AERATOR}

도 1은 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치를 나타내는 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치의 압축공기 발생부의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치의 흡기관 구조를 나타내는 개략 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ※

100: 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치

10: 하수 관거 20: 흡기관

21: 연결관 30: 압축공기 발생부

31: 상하 이동판 32: 몸체

33: 스프링 34: 배출구

40: 노즐 분사구 50: 단방 밸브

60: 차량

본 발명은 하수 관거 폭기 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 하중에 의해 자연적으로 압축공기를 발생시켜 도로 하부 및 측면에 매설되어 있는 하수관거 및 우수관거, 측구 등에 압축공기를 불어넣어 하수 또는 우수를 폭기시켜 관거내의 오염물질의 농도를 자연적으로 저감할 수 있는 하수 관거 폭기 장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수라 함은 오수와 우수 및 공장폐수 등을 말하고, 하수도라 함은 오수와 우수를 배제하거나 처리하기 위해 설치하는 도관(하수 관거) 및 기타의 공작물과 시설(관거, 부대 설비, 종말처리시설 및 이들을 보완하기 위한 펌프시설)의 총체를 말한다.

이런, 하수도는 오수와 우수가 유입되어 모이는 집배수시설과, 집배수시설에서 거쳐 유입되는 하수 처리시설과, 다시 이를 거쳐서 유입되는 방류, 처분시설과, 이러한 시설들 간의 연결을 취해 오수와 우수를 유송하는 하수 관거로 구성된다.

이와 같이 구성된 하수도는 지역의 특성, 방류 수역의 여건, 수질보전, 방류 하천 하류의 환경보호, 주민의 감정 등을 충분히 고려하여 분류식 또는 합류식으로 배제하여 정화 방류시키고 있다. 이중, 분류식이란 오수와 우수를 각각의 관거에 의해 배제하는 방식이고, 합류식이란 오수와 우수를 한 개의 하수 관거에 의해 배제하는 방식이다.

분류식 하수도의 경우에는 우천시에 오수를 수역으로 방류하는 일이 없으므 로, 수질오염을 방지하는데 유리하여, 공공 수역에서 수질 오염을 방지하는데 하수도의 역할이 커지고 있는 최근에는, 하수도를 계획할 때, 배제 방식을 우수에 의한 침수 방지, 공공 수역의 수질 오염방지를 목적으로 분류식을 원칙으로 하고 있다. 그러나, 분류식이 기능 상으로는 우수하다고 할 수 있으나, 경제적인 측면에서는 합류식에 비해 상당히 부담이 크고 시공 상에 있어서도 어려운 점이 많아, 도시의 여건 상 분류식을 사용하기 어려운 경우, 또는 공공의 수질보전에 지장이 없다고 판단되는 경우에는, 합류식 하수도가 이용되고 있는 실정이다. 우리나라는 거의 합류식 하수도가 사용되고 있다. 이렇게 우리나라는 합류식을 사용하고 있는바, 오수와 우수가 같은 관거내에서 흐르기 때문에, 관거의 관내에는 비점원 오염물질과, 퇴적물 및 부유물(토사, 돌, 나무, 모르타르 등) 등과 같은 이물질을 동반하며 흐르게 된다.

이렇게, 대도시의 가정하수, 산업폐수는 관거를 약 1∼5㎞ 지나 최종 목적지인 하수종말처리장까지 흘러가고, 우수(雨水)의 경우 별다른 하수처리 없이 하수관로를 통과한 후 바로 하천으로 방류된다. 우수 및 오·폐수는 관거를 통과하면서 혐기성 발효를 하게 되어 부패된다. 이로 인하여 BOD, COD, DO의 수치가 높아지고 암모니아, CO₂, SO₂ 등 각종 유해가스가 발생되고, 관거 내에 해충, 바퀴벌레, 구더기, 모기, 파리, 개미 등 벌레유충의 발생이 심하게 되어 질병발생의 원인이 된다. 결과적으로 최종 목적지에 도달되는 수질은 더욱 악화되어, 정화비용이 증가되고 자연하천 수질오염의 원인이 되는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 하수 관거 내에 공기를 불어넣어 오수 또는 우수에 폭기하여 미생물로 하여금 오수를 정화하는 폭기 방법이 있는 있는데, 종래에는 하수 관거의 관로를 천공하고 관로내에 산기석 및 콤프레셔 등을 설치하여 공기를 관로내에 불어넣어 폭기하는 방법이 있었다.

그러나 종래의 하수 관거 폭기 시설은 장기간 사용시 산기석이 막힘으로 기능이 저하되는 문제점이 있었고, 기존의 관거 시설을 인공적으로 천공하여 설치함으로써 고비용의 콤프레셔의 설치, 콤프레셔와 관거의 안정성, 시공성 및 유리 관리에 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 목적은, 차량의 하중에 의해 자연적으로 압축공기를 발생시켜 하수관거 및 우수관거, 측구 등에 압축공기를 불어넣음으로써 하수, 우수에 폭기 효과를 줌으로써 오염물질의 농도를 자연적으로 저감시킬 수 있으며, 하수처리장으로 유입되는 하수의 경우 유입수내 용존산소(DO)의 농도를 높임으로서 하수처리장의 처리효율을 향상시킬 수 있으며, 하천으로 직유입되는 우수 및 오수의 경우 하천수내 용존산소의 농도를 높임으로서 자정효과 향상을 기대할 수 있는 하수 관거 폭기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 대략 "U" 자 형태의 흡기관과 복수개의 노즐 분사구을 먼저 제작하고, 제작된 흡기관과 노즐 분사구를 콘크리트 하수 관거 제작시에 거푸집내에 미리 거치하여 콘크리트 타설과 동시에 관로내에 설치함으로써, 설치후 유지관리가 불필요하고 장기간 사용할 수 있음과 아울러 상기 노즐 분사의 순간 분사압이 강하여 이끼 등 생물이 표면에 부착하거나, 기타 오물이 흡착되어도 자체 압력으로 막힘을 방지할 수 있는 하수 관거 폭기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하수 관로내에 압축공기를 공급하는 대략 "U" 자 형태의 흡기관내에 단방 밸브를 설치함으로써 하수 관거의 연결시 관거내의 하수나 우수가 역류되어 역흡입되거나 막히는 것을 방지할 수 있는 하수 관거 폭기 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 하수 관거 폭기 장치는, 양측부와 하부를 따라 복수개 형성되는 흡기공을 갖는 하수 관거와, 상기 복수개의 흡기공을 따라 매립형성되어 연통되는 흡기관과, 상기 흡기관의 일단부에 연결관을 통해 연결되며 압축공기를 발생시켜 상기 흡기공을 통해 상기 관거에 압축공기를 공급하는 압축공기 발생부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 압축공기 발생부는 도로의 안전턱 등에 일부를 활용하여 설치하며 지나가는 차량의 하중에 의해 압축공기를 발생시켜 상기 흡기관으로 압축공기를 배출함이 바람직하다.

또한, 상기 압축공기 발생부는, 상부가 개방된 몸체와, 상기 몸체의 상측을 커버함과 동시에 그 하측의 주연에는 하측으로 돌출된 피스톤부로 이루어져 상기 차량의 하중에 의해 상기 몸체의 내벽을 타고 상하 왕복이동가능한 상하 이동판과, 상기 상하이동판의 하면과 상기 몸체의 바닥면 사이에 상하방향으로 설치되는 복수개의 스프링으로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 압축공기 발생부는 상기 상하 이동판의 피스톤부의 외측 상부와 상기 몸체의 상단 사이에 상기 흡기관의 연결관에 연결형성되는 배출구가 더 포함됨이 바람직하다.

또한, 상기 압축공기 발생부의 몸체 중앙 외벽이 주름형태로 접철가능한 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡기관과 상기 복수의 흡기공 사이에는 깔때기 모양의 복수개의 노즐 분사구가 수평으로 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 흡기관의 연결관 내측에는 상기 흡기관쪽으로만 압축공기가 배출되는 단방 밸브가 설치됨이 바람직하다.

먼저, 본 명세서 중에서 사용되는 "폭기(曝氣)"란 하수처리시 사용되는 용어로, 물속에 공기를 불어넣거나 공중에 물을 살포하여 물과 공기를 충분히 접촉시키는 조작이다. 이러한 조작을 통하여 산화작용과 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진하게 된다. 미생물은 소화작용에 의해 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거한다. 즉, 오수에 폭기하여 미생물로 하여금 물을 정화하게 하는 방법이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치를 나타내는 측단면도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치의 압축공기 발생부의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치의 흡기관 구조를 나타내는 개략 단면도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치(100)는 양측부와 하부를 따라 복수개 형성되는 미세 흡기공을 갖는 하수 관거(10)와, 상기 복수개의 미세 흡기공을 따라 매립형성되는 흡기관(20)과, 상기 흡기관(20)의 일단부에 연결관(21)을 통해 연결되며 압축공기를 발생시키는 압축공기 발생부(30)로 이루어진다.

여기서 상기한 하수 관거(10)는 대략 "U" 자 형태로서 도로의 하부나 측부에 통상 콘크리트 타설에 의해 매설되는 하수 또는 우수 관거이며, 설명의 편의상 하수 관거로 통칭하기로 한다.

상기한 대략 "U" 자 형태의 하수 관거(10)의 양측부 및 하측부를 따라 복수개의 미세 흡기공(도면 번호 미부여)이 형성되어 있으며, 이러한 미세 흡기공을 따라 역시 대략 "U" 자 형태의 흡기관(20)이 미리 매립되어 설치되어 있다.

상기한 대략 "U" 자 형태의 흡기관(20)과 복수의 미세 흡기공(도면 번호 미부여) 사이에는 대략 깔때기 모양의 복수개의 노즐 분사구(40)가 수평으로 설치되어 연결되어 있다. 이러한 노즐 분사구(40)의 형성에 의해 노즐을 이용한 직분사 방식을 사용함으로 설치후 유지관리가 불필요하고 장기간 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이러한 노즐 타입은 산소의 전달효율은 떨어지나, 순간 분사압이 강하므로 이끼 등 생물이 표면에 부착하거나, 기타 오물이 흡착되어도 자체 압력으로 막힘을 방지할 수가 있다.

상기 대략 "U" 자 형태의 흡기관(20)은 스테인레스나 주물관으로 먼저 제작하고, 제작된 흡기관(20)을 콘크리트 하수 관거(10) 제작시에 거푸집내에 미리 거치하여 콘크리트 타설과 동시에 관로내에 설치함이 바람직하다.

또한, 대략 "U" 자 형태의 흡기관(20)의 일측 상단에는 압축공기 발생부(30)와 연결되는 수평 형태의 연결관(21)이 일체로 형성되어 있으며, 수평 형태의 연결관(21)에는 단방향(흡기관 내측 방향)으로만 공기가 통하는 단방 밸브(50)가 설치되어 있어 하수 관거(10)의 연결시 관거내의 하수나 우수가 역류되어 역흡입되는 것을 방지하도록 되어 있다.

상기한 압축공기 발생부(30)는 대략 원형이나 구형의 탱크 형태로서의 상부가 개방된 몸체(32)와, 상기 몸체(32)의 상측을 커버함과 동시에 그 하측의 주연에는 하측으로 돌출된 피스톤부(31-1)로 이루어져 압압력(지나가는 차량의 하중)에 의해 몸체(32)의 내벽(32-1)을 타고 상하 왕복이동가능한 상하 이동판(31)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 압축공기 발생부(30) 내부의 상하이동판(31)의 하면과 몸체(32)의 바닥면 사이의 상하방향으로 설치되어 상기 상하 이동판(31)이 긴축과 이완되는 상하 왕복이동이 가능하도록 복수개의 스프링(33)이 설치되어 있다. 이러한 스프링(33)의 설치에 의해 차량(60) 등의 하중에 의해 상하 이동판(31)이 하측으로 이동된 후에는 다시 리턴하여 원래의 위치인 상측으로 이동할 수 있게 된다.

또한, 상기 상하 이동판(31)의 피스톤부(31-1)의 외측 상부와 몸체(32)의 상 단 사이에는 배출구(34)가 상기 흡기관(20)의 수평 형태의 연결관(21)에 연결형성되어 있어 상하 이동판(31)이 차량(60) 등의 하중에 의해 하측 이동시에 압축공기 발생부(30)내에 발생된 압축공기가 배출구(34)를 통해 연결관(21)으로 배출할 수 있도록 되어 있다.

이러한 압축공기 발생부(30)는 통상 기존에 설치된 도로의 안전턱에 일부를 활용하여 설치함이 가장 바람직하나, 신호등, 급커브길, 학교 앞 등 고속주행이 불가능한 지역에서는 쉽게 설치할 수 있다.

또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기 스프링(33)과 함께 유압장치(차량용 쇼바와 같은 구조 및 기능)를 함께 설치하여 상기한 리턴 기능을 확보할 수도 있다.

아울러, 상기한 압축공기 발생부(30)의 몸체 중앙 외벽을 주름형태로 접철가능하도록 하여 압축공기 발생부의 중간부분이 긴축과 이완이 될 수 있도록 할 수도 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치(100)의 작동을 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 대략 "U" 자 형태의 흡기관(20) 및 복수개의 노즐 분사구(40) 등을 스테인레스나 주물관으로 먼저 제작하고, 제작된 흡기관(20) 및 노즐 분사구(40)를 콘크리트 하수 관거(10) 제작시에 거푸집내에 미리 거치하여 콘크리트 타설과 동시에 관로내에 설치하고, 통상 기존에 설치된 도로의 안전턱 등에 일부를 활용하여 압축공기 발생부(30)를 설치하되 상기 흡기관(20)의 연결관(21)으로 연결한다.

이와 같이 제작 완성된 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치(100)의 작동을 설명하며, 먼저 도로의 안전턱 내에 설치된 압축공기 발생부(30) 상부로 차량(60)이 지나가게 되면, 차량(60)의 하중에 의하여 압축공기 발생부(30)의 피스톤부(31-1)가 몸체(32)의 하측으로 이동하게 되어 압축공기 발생부(30)내의 압축공기가 그 상단의 배출구(34)를 통해 흡기관(20)의 수평 형태의 연결관(21)내로 배출하게 된다.

이와 같이 배출된 압축공기는 단방 밸브(5) 및 흡기관(20)을 통과해서 대략 "U" 자 형태의 흡기관(20) 전체로 유입되어 진다.

계속해서, 상기 흡기관(20) 전체 내에 유입된 압축공기는 깔때기 모양의 복수개의 노즐 분사구(40) 및 복수의 미세 흡기공(도면 번호 미부여)을 통해 직분사되어 하수 관거(10)내로 불어넣어지게 되어 하수 관거(10)내에 있는 오수나 하수가 폭기되어 진다.

물론, 차량(60)이 지나간 후에는 복수개의 스프링(33)에 의해 차량(60) 상하 이동판(31)이 상승되어 원래의 위치로 리턴하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 하수 관거 폭기 장치는, 차량의 하중에 의해 자연적으로 압축공기를 발생하여 하수관거 및 우수관거, 측구 등에 압축공기를 불어넣음으로써 하수, 우수에 폭기효과를 줌으로써 오염물질의 농도를 자연적으로 저감시킬 수 있으며, 하수처리장으로 유입되는 하수의 경우 유입수내 용존산소(DO)의 농도를 높임으로서 하수처리장의 처리효율을 향상시킬 수 있으며, 하천으 로 직유입되는 우수 및 오수의 경우 하천수내 용존산소의 농도를 높임으로서 자정효과 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 대략 "U" 자 형태의 상기 흡기관과 복수개의 상기 노즐 분사구을 먼저 제작하고, 제작된 흡기관과 노즐 분사구를 콘크리트 하수 관거 제작시에 거푸집내에 미리 거치하여 콘크리트 타설과 동시에 관로내에 설치함으로써, 설치후 유지관리가 불필요하고 장기간 사용할 수 있음과 아울러 상기 노즐 분사의 순간 분사압이 강하여 이끼 등 생물이 표면에 부착하거나, 기타 오물이 흡착되어도 자체 압력으로 막힘을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 하수 관로내에 압축공기를 공급하는 대략 "U" 자 형태의 흡기관내에 단방 밸브를 설치함으로써 하수 관거의 연결시 관거내의 하수나 우수가 역류되어 역흡입되거나 막히는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 상세히 설명하였으나, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 본 발명으로부터 다양한 변화 및 수정이 가능할 것이나, 이 또한 본 발명의 영역 내임을 이해하여야만 할 것이다.

Claims (7)

1. 양측부와 하부를 따라 복수개 형성되는 흡기공을 갖는 하수 관거와,

   상기 복수개의 흡기공을 따라 매립형성되어 연통되는 흡기관과,

   상기 흡기관의 일단부에 연결관을 통해 연결되며 압축공기를 발생시켜 상기 흡기공을 통해 상기 관거에 압축공기를 공급하는 압축공기 발생부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축공기 발생부는 도로의 안전턱 등에 일부를 활용하여 설치하며 지나가는 차량의 하중에 의해 압축공기를 발생시켜 상기 흡기관으로 압축공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 압축공기 발생부는, 상부가 개방된 몸체와, 상기 몸체의 상측을 커버함과 동시에 그 하측의 주연에는 하측으로 돌출된 피스톤부로 이루어져 상기 차량의 하중에 의해 상기 몸체의 내벽을 타고 상하 왕복이동가능한 상하 이동판과, 상기 상하이동판의 하면과 상기 몸체의 바닥면 사이에 상하방향으로 설치되는 복수개의 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 압축공기 발생부는 상기 상하 이동판의 피스톤부의 외측 상부와 상기 몸체의 상단 사이에 상기 흡기관의 연결관에 연결형성되는 배출구가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 압축공기 발생부의 몸체 중앙 외벽이 주름형태로 접철가능한 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡기관과 상기 복수의 흡기공 사이에는 깔때기 모양의 복수개의 노즐 분사구가 수평으로 설치되는 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡기관의 연결관 내측에는 상기 흡기관쪽으로만 압축공기가 배출되는 단방 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 하수 관거 폭기 장치.

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