KR101029378B1 - 결빙방지용 파동발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결빙방지용 파동발생장치에 관한 것으로, 동절기에 정수장이나 하수처리장에 집수된 정수 또는 하수 그리고 수문에 의해 담수된 물이 결빙되지 않도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 결빙방지용 파동발생장치는, 구동원에 의해 구동하는 파동구동봉(20)과; 상기 파동구동봉의 구동에 의해 정수장 또는 하수처리장을 포함하는 수처리장에 집수된 처리수를 파동시키는 파동플레이트(30)와; 상기 파동구동부의 구동력을 상기 파동플레이트에 전달하여 상기 파동플레이트를 구동시키는 동력전달수단을 포함하고, 상기 동력전달수단은, 상기 지지부재에 회동 가능하게 연결되는 회전축(41), 양측이 상기 회전축과 상기 파동구동봉에 각각 연결되며 상기 파동구동봉에 의해 상기 회전축을 회전시키는 제1링크(42), 상기 회전축에 고정되며 상기 파동플레이트가 장착되어 상기 회전축의 회전에 의해 상기 파동플레이트를 파동시키는 하나 이상의 제2링크(43)를 포함한다.

Description

결빙방지용 파동발생장치{WAVE GENERATING APPARATUS FOR PREVENTING ICE FORMATION}

본 발명은 결빙방지용 파동발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동절기에 정수장이나 하수처리장에 집수된 정수 또는 하수 그리고 수문에 의해 담수된 물이 결빙되지 않도록 한 결빙방지용 파동발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 빗물배수펌프장, 종말하수처리장 등과 같은 오수처리장 및 정수장은 유입수를 각종 기술을 이용하여 청정의 정수나 환경법규을 만족하는 수질의 처리수를 만든다.

이와 같은 수처리장은 물이 장시간 담수 내지 저류하도록 구성되어 있기 때문에 동절기와 같은 기온이 낮은 계절에는 수처리장에 저수된 물이 결빙되는 문제점이 있다.

구체적으로 설명하면, 오수가 결빙되는 경우에는 우선, 침전물 제거장치가 정상적으로 작동하지 못하여 침전물의 배출이 제대로 이루어지지 못하며, 오수의 부피팽창으로 인해 콘크리트로 이루어진 측벽에 강한 압력이 가해짐으로써 측벽에 균열이 발생하는 등의 문제가 유발된다.

따라서, 이와 같은 오수의 결빙으로 인한 문제를 예방하기 위하여 종래에는 침전조에 저수된 오수의 수면에 근접하도록 상수도관과 연결된 급수파이프를 설치하고, 상기 급수파이프를 통해 물(상수도)을 공급하여 저수된 오수의 수면으로 분사되도록 함으로써 분사되는 물의 충격으로 파동을 형성하여 오수가 결빙되는 것을 억제하기도 하였다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 의하면 상수도를 이용하여 물을 계속해서 공급해야 하기 때문에 상수도 사용에 따른 비용이 부담이 크다는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 일반적으로 저수된 물(오수)의 결빙억제를 위해서는 수면에서 부터 결빙이 진행되는 특성을 고려하여 수면 높이에 맞추어 물을 토출함으로써 결빙이 시작되는 것을 초기에 막는 것이 매우 중요한 사항임에도 불구하고, 종래기술은 단순히 급수파이프를 상수도관과 연결한 구성만으로서, 급수파이프 토출구의 높이가 조절되지 않는 구조이기 때문에 토출구가 수면아래로 내려가서 잠기게 되면 수면에 파동이 거의 유발되지 않는 특성상 결빙억제 효과가 매우 낮아지게 된다는 문제점도 있다.

또한, 종래기술에 의하면 토출되는 물이 오수에 떨어지면서 가해지는 충격이 오수의 수면 뿐만 아니라 심저부(深低部)에 까지 이르게 되는데, 이에 따르면, 오수의 저면에 침전된 슬러지나 침전과정에 있는 부유물이 흐트러지게 됨으로써 침전작동이 제대로 이루어지는 않는다는 문제점도 있다.

그리고, 종래기술에 의하면 기온이 매우 낮은 상태에서는 급수파이프에 공급되는 물마저 결빙되어 제 기능을 못할 수도 있을 뿐만 아니라, 기온변화에 맞추어 적절한 시기에 급수파이프를 통해 물을 공급하지 않으면, 오수가 결빙되어 버리기 때문에 관리자의 주의가 항시 필요하다는 문제점이 있었다.

한편, 정수장이나 하수처리장 뿐 만 아니라 수문에 의해 담수된 담수지의 경우, 동절기에 담수가 결빙됨에 따라 수문이 개폐 작동하지 못하는 문제점도 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 담수된 처리수의 수면측에 물리적인 파동을 부여하여 처리수가 유동하도록 함으로써 처리수의 결빙을 방지할 수 있는 결빙방지용 파동발생장치를 제공하려는데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 결빙방지용 파동발생장치은, 구동원에 의해 구동하는 파동구동봉과; 상기 파동구동봉의 구동에 의해 정수장 또는 하수처리장을 포함하는 수처리장에 집수된 물을 파동시키는 파동플레이트와; 상기 파동구동부의 구동력을 상기 파동플레이트에 전달하여 상기 파동플레이트를 구동시키는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 결빙방지용 파동발생장치에 의하면, 정수장이나 하수처리장 및 수문이 설치된 담수지 등에 담수된 처리수의 수면측에 파동을 일으켜 주위 온도가 낮아지더라도 처리수가 결빙되지 않도록 함으로써 동절기에도 수처리장을 정상적으로 운전할 수 있다.

그리고, 침전지에 설치되는 스크래퍼 등의 장비의 동파를 방지하여 불필요한 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

또한, 결빙방지용 파동발생장치가 필요시에만 처리수에 잠겨 처리수에 의한 부식 등을 줄일 수 있고, 처리수의 효과적인 파동과 함께 처리수에 의한 저항을 적게 받아 결빙방지 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 결빙방지용 파동발생장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 결빙방지용 파동발생장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 결빙방지용 파동발생장치에 적용된 파동플레이트의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 의한 결빙방지용 파동발생장치에 적용된 파동플레이트의 확대 측면도.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 의한 결빙방지용 파동발생장치의 측면도.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 의한 결빙방지용 파동발생장치의 작동 상태 측면도.

<실시예 1>

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 결빙방지용 파동발생장치는, 파동플레이트가 정수장이나 하수처리장 및 수문이 설치된 담수지를 포함하는 수처리장(1)에 집수된 정수나 하수(이하에서는'처리수'라 칭함)에 파동을 주어 처리수가 결빙되지 않도록 하는 것으로, 구동원으로 구동모터(10), 구동모터(10)의 동력에 의해 파동운동하는 파동구동봉(20), 파동구동봉(20)에 의해 처리수에 파동을 부여하는 파동플레이트(30)를 포함한다.

구동모터(10)는 수처리장(1)에 장착되며 전원을 인가받아 회전력을 발생한다.

파동구동봉(20)은 일측이 구동모터(10)의 구동축에 중심부가 연결된 회전판(11)의 둘레부에 회동 가능하게 연결되어 회전판(11)의 회전에 의해 승강한다.

파동플레이트(30)는 파동구동봉(20)의 승강에 의해 처리수에 파동을 부여할 수 있도록 동력전달수단을 통해 설치된다.

파동플레이트(30)는 처리장(1)의 폭에 해당하는 폭으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 중앙이 파동구동봉(20)에 대응되고 중앙을 중심으로 하여 양측이 각각 하나 이상(도면에는 파동구동봉(20)의 양측에 각각 하나씩으로 도시)의 지지부재(40)를 통해 지지될 수 있다. 도면에서는 지지부재(40)가 수처리장(1)에 세워지도록 설치된 것으로 도시하였으나, 수처리장(1)에 힌지를 통해 각도 조절 가능하게 설치될 수도 있다. 지지부재(40)가 각도 조절되면 처리수가 결빙되지 않는 계절에는 파동플레이트(30) 등의 자재가 처리수에 잠기지 않도록 하여 처리수에 의한 손상을 막을 수 있다.

파동플레이트(30)는 평평한 판상으로 이루어지면서 처리수가 넓게 파동할 수 있도록 양측에 벤딩부(31)가 형성될 수 있고, 파동을 부여하면서 물의 저항을 줄이기 위하여 하나 이상의 통공(32)이 구비될 수도 있다.

도 4에서와 같이, 파동플레이트(30)는 일측이 힌지(33)를 통해 제2링크(43)에 회동 가능하게 연결되어 처리수의 저항을 줄일 수 있으며, 도 4 기준으로 할 때 파동플레이트(30)가 좌측으로 이동하면 처리수에 의해 파동플레이트(30)가 힌지(33)를 통해 회전하여 처리수의 저항을 적게 받으며 파동플레이트(30)가 우측으로 이동하면 제2링크(43)에 의해 회전하지 못하여 처리수의 저항을 받으면서 처리수를 파동시킨다.

파동구동봉(10)과 지지부재(40)는 원형봉, 원형관, 각관 등이 사용 가능하고, 아울러 파동플레이트(30)가 처리수(1)의 수위에 상관없이 항상 잠길 수 있도록 길이(높이) 조절 가능하게 구성될 수 있다.

파동구동봉(10)과 지지부재(40)의 길이 조절 구성은 예컨대, 2개의 부재(봉, 관 등)가 다단의 길이조절공이 구비되어 체결구가 상기 다단의 길이조절공에 선택적으로 체결됨으로써 길이 조절될 수 있고, 다르게는 2개의 부재가 턴버클을 통해 길이 조절될 수도 있다.

상기 동력전달수단은, 지지부재(40)에 베어링 등을 통해 회동 가능하게 연결되는 회전축(41), 양측이 회전축(41)과 파동구동봉(20)에 각각 연결되며 파동구동봉(20)에 의해 회전축(41)을 회전시키는 제1링크(42), 회전축(41)에 고정되며 파동플레이트(30)가 장착되는 다수의 제2링크(43)로 구성될 수 있다.

파동플레이트(30)는 유지보수를 감안하여 제2링크(43)에 체결구(43a)를 통해 분리 가능하게 장착되며, 아울러, 파동플레이트(30)의 높이 조절이 가능하도록 제2링크(43)에는 장공(43b) 내지 다단의 체결공이 형성되고 상기 체결구는 장공(43b)이나 상기 다단의 체결공에 체결됨으로써 파동플레이트(30)의 높이 조절이 가능하도록 한다.

이와 같은 동력전달수단은, 파동구동봉(30)의 회전운동 - 제1링크(42)의 회전운동 - 회전축(41)의 회전운동 - 제2링크(43)의 회전운동을 거쳐 파동플레이트(30)를 구동시킨다.

구동모터(10)는 관리자의 스위치 조작에 의해 온/오프될 수도 있고, 컨트롤러에 의해 자동으로 제어될 수도 있다. 컨트롤러에 의한 자동 제어의 경우 처리수의 온도를 감지하는 온도센서가 적용된다. 상기 온도센서는 처리수의 온도를 실시간으로 감지하고, 상기 컨트롤러는 상기 온도센서의 감지 값이 기 설정된 기준 값과 같거나 낮으면 처리수의 결빙을 예상하여 구동모터(10)에 전원을 인가한다.

또한, 더욱 효과적인 결빙 방지를 위하여 온도에 따라 구동모터(10)의 회전속도를 제어할 수도 있다. 즉, 컨트롤러는 예를 들어 0 ~ 영하 2℃, 영하 3 ~ 영하 7℃, 영하 7℃ 이하의 3 구간으로 구분하여, 각 구간별 회전속도를 다르게 설정하여 현재 온도에 따라 구동모터(10)의 회전속도를 제어함으로써 파동플레이트(30)의 구동 속도를 다르게 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예에 의한 결빙방지용 파동발생장치의 작용은 다음과 같다.

처리수의 파동을 위하여 파동플레이트(30)의 높이를 조절한다.

파동플레이트(30)의 높이 조절은 파동구동봉(20)과 지지부재(40)의 길이 조절 등을 통해서 이루어질 수 있으며, 파동플레이트(30)가 처리수의 표면측에 잠기도록 한다.

관리자의 수동 조작 또는 처리수의 온도에 따라 구동모터(10)가 구동하게 된다.

구동모터(10)가 구동하면 파동구동봉(20)이 회전판(11)의 안내를 받아 회전하여 승강하게 되며, 파동구동봉(20)의 승강 운동은 제1링크(42) - 회전축(41) - 제2링크(43)로 전달된다. 제2링크(43)는 도 2 기준으로 할 때 6시 방향과 3시 방향의 사이에서 왕복 이동하게 된다.

따라서, 제2링크(43)는 도 2 기준으로 할 때 파동플레이트(30)를 좌우로 구동시키며, 파동플레이트(30)에 의해 처리수가 파동 내지 수처리장(1) 내부를 순환하게 된다. 파동플레이트(30)는 양측의 벤딩부(31)에 의해 처리수가 퍼지는 방향으로 파동시켜 파동플레이트(30)의 폭을 수처리장(1)의 폭보다 작게 하더라도 수처리장(1)에 담수된 처리수의 결빙을 방지할 수 있다.

결과적으로, 처리수가 담수 상태를 유지하지 않고 흐르기 때문에 주변 온도가 낮더라도 수처리장(1) 내부에서 결빙되지 않는다.

이러는 중에 처리수의 온도가 상승하여 결빙이 예상되지 않으면 수동/자동에 의해 구동모터(10)에 인가되던 전원이 차단되어 파동플레이트(30)의 구동이 정지된다.

<실시예 2>

도 5에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 결빙방지용 파동발생장치는, 파동플레이트(30)가 왕복 이동할 때 처리수의 저항을 줄일 수 있도록 구성된 것으로, 제2링크(43)는 파동플레이트(30)가 일방향으로 이동할 때에는 처리수에 잠기도록 하고 반대방향으로 이동할 때에는 처리수 밖으로 돌출되도록 일자형으로 형성되지 않고 꺽임부(43c)를 갖는다. 이 꺽임부(43c)에는 파동플레이트(30)가 설치되는 것이다.

즉, 본 실시예에 의하면, 도 5 기준 파동플레이트(30)가 좌측으로 이동할 때에는 꺽임부(43c)가 처리수에 잠기게 되지만, 우측으로 이동할 때에는 꺽임부(43c)가 처리수의 밖으로 돌출되어 처리수에 의한 저항을 적게 받는다.

또한, 앞서 설명한 것처럼, 도 6에서와 같이, 지지부재(40)는 힌지(44)를 통해 수처리장(1)에 각도 조절 가능하게 설치된다.

즉, 처리수가 결빙되지 않는 계절에는 파동플레이트(30) 등의 구성요소들을 처리수의 밖으로 돌출시킨다. 도면에서는 지지부재(40)의 각도 조절을 위한 힌지(44)만 도시되었고, 지지부재(40)를 고정하는 것은 쉽게 실시할 수 있을 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

1 : 수처리장, 10 : 구동모터
20 : 파동구동봉, 30 : 파동플레이트
31 : 벤딩부, 32 : 통공
33 : 힌지, 40 : 지지부재
41 : 회전축, 42 : 제1링크
43 : 제2링크,

Claims (10)

1. 구동원에 의해 구동하는 파동구동봉(20)과;
   양단부가 벌어지도록 벤딩되며, 상기 파동구동봉의 구동에 의해 정수장 또는 하수처리장을 포함하는 수처리장에 집수된 처리수를 파동시키는 파동플레이트(30)와;
   상기 수처리장에 설치된 지지부재(40)에 장착되며 상기 파동구동봉에 의해 회동하면서 상기 파동플레이트를 구동시키는 동력전달수단을 포함하며,
   상기 동력전달수단은, 상기 지지부재에 회동 가능하게 연결되는 회전축(41), 양측이 상기 회전축과 상기 파동구동봉에 각각 연결되며 상기 파동구동봉에 의해 상기 회전축을 회전시키는 제1링크(42), 상기 회전축에 고정되며 상기 파동플레이트가 장착되어 상기 회전축의 회전에 의해 상기 파동플레이트를 파동시키는 하나 이상의 제2링크(43)를 포함하며,
   상기 파동플레이트는 일측이 상기 제2링크에 힌지(33)를 매개로 하여 회동 가능하게 연결되어 상기 제2링크의 왕복 이동시 상기 힌지를 통해 절첩되어 저항을 줄이는 것을 특징으로 하는 결빙방지용 파동발생장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 처리수의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 파동구동봉의 구동원을 자동 제어하되, 상기 처리수의 온도에 따라 상기 파동구동봉의 구동속도를 제어하는 컨트롤러가 포함된 것을 특징으로 하는 결빙방지용 파동발생장치.
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서, 상기 지지부재는 힌지(44)를 통해 상기 수처리장에 각도 조절 가능하게 설치되어 상기 파동플레이트를 상기 처리수의 밖으로 돌출되도록 거치하는 것을 특징으로 하는 결빙방지용 파동발생장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 파동구동봉은 턴버클을 통해 길이 조절되는 것을 특징으로 하는 결빙방지용 파동발생장치.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 파동구동봉과 상기 지지부재는 2개의 봉이 길이 조절 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 결빙방지용 파동발생장치.

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