KR101202889B1 - 오일스키머 - Google Patents

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KR101202889B1
KR101202889B1 KR1020090001743A KR20090001743A KR101202889B1 KR 101202889 B1 KR101202889 B1 KR 101202889B1 KR 1020090001743 A KR1020090001743 A KR 1020090001743A KR 20090001743 A KR20090001743 A KR 20090001743A KR 101202889 B1 KR101202889 B1 KR 101202889B1
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나필찬
이수연
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주식회사 필택
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Abstract

본 발명은 정수장 수면에 부상되는 부유물이나 유류사고로 인하여 강이나 호수 및 해양에 떠다니는 오일 등의 부유물을 수거하는 오일스키머에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면, 수면의 물과 부유물을 낙차를 통해 동시에 유입 받아 흡입하여 수거하는 오일스키머에 관한 것이다.
오일스키머, 스컴스키머, 수면부상식, 부유물흡입기, 자동레벨유지

Description

오일스키머{OIL-SKIMMER}
본 발명은 정수장 수면에 부상되는 부유물이나 유류사고로 인하여 강이나 호수 및 해양에 떠다니는 오일 등의 부유물을 수거하는 오일스키머에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면, 수면의 물과 부유물을 낙차를 통해 동시에 유입 받아 흡입하여 수거하는 오일스키머에 관한 것이다.
일반적으로 정수장이나 하수처리장에서 물을 정수함에 있어서 다량의 부유물이나 스컴 등이 부유 되며, 강이나 호수, 해양 등에서 유류 사고가 발생 될 경우에는 오일이 물 위에 부유 되는데, 이러한 부유물은 수질을 오염시킴은 물론 생태계를 파괴시키는 문제점이 가지고 있다.
이에 수면에 부상되는 부유물을 수거하는 장치가 여러 종류로 공지되어 사용중에 있다. 따라서 통상적으로 알려진 부유물 수집장치는, 벨트 스키머나 대한민국 실용신안등록출원 제2002-1325호의 '사이폰식 스컴제거기'와, 대한민국 실용신안등록출원 제2001-22967호의 '부상분리조의 스컴 제거장치' 등이 공지되어 있다.
특히 특허 제 10-2007-0124818호로 출원되어 있는 부유물 흡입기는 성능이 우수하고 수거효율이 우수하나, 흡입기 내에 탑재되어 있는 유입 조절 부유기가 흡입기 내에서 수위에 따라서 자유롭게 잘 움직여야 유입량의 조절이 잘 이루어지고 우수한 성능을 발휘할 수 있으나 물이 오수인 경우는 유입 조절 부유기와 흡입기 외부본체 사이에 이물이 끼고, 물 위에 떠있는 오일의 점도가 높은 경우에는 오일이 틈새에 끼어 유입 조절 부유기의 활동을 방해하여 부유물 흡입기의 기능을 상실하게 하는 문제점이 있으며, 유입 조절 부유기와 외부본체 사이의 틈새를 크게 하는 경우에는 물이 많이 유입되어 후처리 공정의 부하를 늘리고 성능을 떨어트리는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 발명된 것으로서, 열악한 환경조건에서도 저수조, 호수, 강, 바다 등의 수면에 부상되는 오일이나 거품 등을 유종에 관계없이 수거할 수 있는 것으로 구조가 간단하면서도 성능이 우수한 오일스키머를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수면에 떠있도록 하는 부유수단을 포함하며, 상부가 개방되고 사방이 막혀있게 구비되는 수용공간의 상부 전,후방에는 유입부가 구비되고, 수용공간의 하측에는 유체를 외부로 내보낼 수 있는 유출구가 구비되는 본체; 상기 전,후 유입부에는 각각 일측은 잘 기울어질 수 있는 고무판재와 같이 유연한 물질로 본체와 틈이 없이 연결 구성하고, 다른 일측은 부유통을 구비하여 상기 수용공간 내부의 수면에 부상시키고, 유출구를 통한 흡인력 발생시 낮아지는 수용공간의 수위를 따라 내려가는 부유통으로 기울기가 조절되어 유입 수로를 열고 아래로 낙차를 발생시켜 외부 수면의 부유물과 물을 수용공간에 유입시키고, 유출구에 도달하도록 하는 유입량 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일스키머에 관한 것이다.
본 발명은 상기 자동조절되는 유입량 조절기를 구비하므로 외부의 물과 부유물을 쉽게 흡입하는 구조로 간단하고, 유입량 조절이 외부에서 쉽게 이루어지며, 오수나, 진한 점도의 오일에서도 원활한 작동이 이루어져 악조건에서도 성능을 잘 발휘할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예1에 대하여 상세히 설명한다.
실시예1
실시예1은 본 발명에 따른 오일스키머의 일실시예이다.
도1은 실시예1의 개략적 사시도를,
도2는 도1의 정면도,
도3은 도1의 A-A 단면도로 작동시의 유체 흐름 상태 표시도,
도4는 도1의 A-A 단면도로 작동 정지시의 수면 표시도,
도5는 A-A 단면도로 부유물 층이 두꺼운 경우의 작동 흐름 상태 표시도,
도6은 도3의 B 부상세도(유입량 조절기 단면도)
도7은 다른 실시예2의 단면도,
도8은 다른 실시예3의 단면도를 나타낸다.
도1을 참조하면 실시예1은 부력수단(30), 외부 케이스(10) 및 유입 유입량 조절기(20)를 갖는다.
도1,2를 참조하면 부력수단(30)은 소정 부분이 물에 잠김으로써 부력을 일으키는 부유체이다. 따라서 부력수단(30)의 내부에는 공기 등이 들어 있는 부력탱크일 수 있다.
도3을 참조하면 본체(10)는 부유물과 유체를 수용할 수 있는 수용공간(11)으 로 하부는 막혀있고 상부는 개방되어 있는 사각통 형태로 이루어져 있으나, 통의 형상이 이에 제한되는 것은 아니며, 원형이나 다각형통 등일 수 있으며, 상부도 파도나 빗물을 수용하지 않도록 지붕이 형성될 수 있다.
도3을 참조하면 본체(10)에는 유입부(50)가 형성된다. 유입부(50)는 본체 (10)의 상부 측 형성된다. 유입부(50)에는 유입량 조절기가(20) 구비되며 본체(10) 외부의 물과 부유물이 수용공간(11) 내부로 유입되는 유입부이다. 유입부(50)는 하나 또는 다수 개가 형성될 수 있고, 본체(10)의 형태가 삼각형, 사각형, 다각형 등으로 변함에 따라 유입부(50)의 수도 변할 수 있다.
도3을 참조하면 본체(10) 수용공간(11) 바닥면에는 유출구(12)가 구비된다. 유출구(12)는 유입부(50)를 통해 유입된 물과 부유물이 상기 수용공간 외부로 유출되는 유출구이다.
도3에는 유출부인 유출구(12)가 본체(10)의 부력균형을 맞추기 위하여 바닥면 중앙에 구비되는 것으로 하였으나, 유출구(12) 위치는 이에 제한되는 것은 아니다.
도3을 참조하면 유출부인 유출구(12)에는 유출관(40)이 연통된다. 도면에 도시되지 않았으나, 유출관(40)에는 펌프 등의 흡입수단이 직접연결될 수 있고, 또는 유출관(40)에 유연한 흡입호스가 연결되어 본체(10)가 외부수위(60)의 변동에 따라 오르내리더라도 흡입호스에 의하여 본체(10) 부력이 변동되지 않도록 구성하고, 흡입호스는 가볍고 온도나 대기압에 의한 변형에 견뎌내는 호스로 구성하는 것이 바람직하다.
도2를 참조하면 지지대(32)는 본체(10) 외벽에 고정되며 본체(10)의 부력균형이 이루어질 수 있는 위치에 구비된다.
도2를 참조하면 지지대(32)에는 지지봉(31)의 하측단이 연결되며 부력수단 (30)에 의해 발생 되는 부력이 본체(10)에 미치도록, 지지봉(31)의 상측단은 부력수단(30)에 연결된다. 지지봉(31)은 부력수단(30)과 지지대(32) 간의 간격을 조절함으로써, 부력수단(30)에 의해 발생 되는 부력의 크기가 변할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 지지봉(31)의 하측 단은 지지대(32)에 삽착되는 길이가 조절 가능하도록 지지대(32)에 나사체결될 수 있으며, 본체의 부력균형이 이루어질 수 있도록 지지대(32) 및 지지봉(31), 부력수단(30)은 다수 개가 될 수 있다.
도3을 참조하면 유입량 조절기(20)는 본체(10) 전방과 후방의 유입부(50) 공간에 각각 구비되나, 본체(10)의 형태에 따라 변경되는 유입부(10)의 수에 따라 유입량조절기(20) 수도 변경된다.
도3을 참조하면 유입량 조절기(20) 일측은 잘 기울어질 수 있는 얇은 금속판재나 고무판재와 같이 유연한 물질의 기울기 변경판(22)으로 본체(10)와 틈이 없이 연결 구성하고, 다른 일측은 부유통(30)을 구비하여 상기 수용공간(11) 내부의 수면(61)에 부상시키고, 유입량 조절기(20) 좌, 우측 측면은 본체(10)와의 틈새를 유입량 조절기(20)가 기울어지는데 걸림이 없이 상,하로 잘 동작할 수 있도록 유지하고, 틈새로 외부 유체가 가능한 한 적은 량이 유입되도록 구성하며, 유출구(12)를 통한 흡인력 발생시 변하는 수용공간(11)의 수면(61)를 따라 상하로 오르내리는 부유통(21)으로 기울기가 조절 되도록 구비된다. 즉 유출구(12)를 통한 흡인력 발생 시 수용공간(11)의 수면(61)가 내려감에 따라 유입량 조절기(20)의 부유통(21)은 수면(61)을 따라 내려가고 유입량 조절기 (20)의 상부는 본체(10)외부 수면(60)보다 낮은 곳에 위치하게 되어 본체(10)외부 수면(60)과 수용공간(11) 수면(61) 사이에 낙차가 생겨 물과 부유물이 유입량 조절기(20) 상부로 흘러 수용공간 내부로 들어오게 되는 것이다.
도1과 도3을 참조하면 유체가 흐르는 유입량 조절기(20) 상부 면은 이물질이 걸리지 않도록 매끄럽게 성형하며, 실시1예의 형태에 국한하지 않고 유체가 원활하게 흐를 수 있게 구성한다.
도1과 도3을 참조하면 부유통(21)은 유입량 조절기(20) 아래에 구비하여 유체의 흐름을 방해하지 않도록 구성한다.
도4를 참조하면 실시예1의 경우 유출구(12)의 흡입력이 없는 상태의 그림으로 본체(10)외부 수면(60)과 수용공간(11) 수면(61)이 같은 상태이고, 본체(10) 외부의 유체와 수용공간(11)의 부유물은 격리되는 상태로 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 상기한 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도3 및 도4을 참조하면 오일스키머가 정지시에 부력수단(30)에 의하여 본체(10)는 유입부(50)를 포함하여 물속에 잠기고, 유입부(50)와 본체(10)의 일부만이 물 위에 떠있게 되고, 유입량 조절기(20)의 좌,우측면과 본체(10) 사이에는 소정의 틈새가 형성되므로, 이 틈새를 통하여 본체(10)의 외 측으로부터 유입된 물이 수용공간(11) 내측에 담수된다. 따라서 흡입수단(도면 미도시) 미작동시 본체(10)의 외측의 수면(60)과 수용공간(11) 내부의 수면은 동일한 수평선상에 위치하여 유 입량 조절기(20) 또한 부유통(21)에 의하여 수용공간(11) 수면(61)에 떠있게 된다.
도3과 도5를 참조하면 흡입수단(도면 미도시)이 작동하게 되면 본체(10)의 유출구(12)을 통하여 흡입력이 발생하게 된다. 따라서 유출구(12)를 통한 흡인력으로 수용공간(11)의 수면(61)은 아래로 내려가고 유입량 조절기(20)의 부유통(21)은 수면(61)을 따라 내려가 유입량 조절기(20) 상부는 본체(10)외부 수면(60)보다 낮은 곳에 위치하게 되어 본체(10)외부 수면(60)과 수용공간(11) 수면(61) 사이에는 낙차가 생기게 되고, 본체(10)외부의 물과 부유물은 유입량 조절기(20) 상부로 흘러 수용공간(11) 내부로 들어오게 되는 것이다.
수용공간(11) 내부로 들어온 물과 부유물은 유출구(12)를 통해 유출관(40)을 거쳐 흡입수단(도면 미도시)으로 가게 된다.
도5를 참조하면 본체(10) 외부의 수면(60)에 부유층이 두꺼운 경우는 흡입수단(도면 미도시)의 흡입력을 강하게 발생시켜 유출구(12)의 통과량을 증가시키면 수용공간(11)의 수면(61)은 더욱 아래로 내려가고 유입량 조절기(20)는 더욱 내려가 낙차가 증가하고, 유입량 조절기(20) 상부로 많은 량의 물과 부유물이 흘러 수용공간(11) 내부로 들어와 나가게 되는 것이다.
실시예2
실시예2는 본 발명에 따른 오일스키머의 다른 실시 예이다. 도7은 실시예2의 주요부의 단면도를 나타낸다.
도7을 참조하면 실시예2는 실시예1의 본체의 부력변화를 줄이기 위한 것으로 작동 상태는 실시예1과 동일하다.
도7을 참조하면 부력조절물통(70)은 본체(10) 내부의 수용공간(11)에 구비되는 물통으로 정지시에 본체(10)가 받는 부력과 오일스키머가 최대 수거량으로 가동할 때 본체(10)가 받는 부력과의 차이만큼 이상의 물이 수용될 수 있는 크기로 구비되어야 하며, 부력조절물통(70)의 상부는 외부 수면(60)보다 높아야하며, 부력조절물통(70)의 바닥은 수용공간(11)의 최저 수면(61)보다 낮아야하고, 수용공간(11) 수면(61)의 면적과 부력조절물통(70) 수면의 면적은 같거나 비슷한 크기로 구성한다.
도7을 참조하면 급수관(71)은 부력조절물통(70)의 내부에 구비하고, 부력조절물통(70)의 바닥을 통과하여 본체(10) 밖으로 통하도록 구성하여 본체(10) 외부의 물이 부력조절물통(70)에 유입될 수 있도록 구성하고, 급수관(71) 상부 끝은 외부 수면(60)보다 낮게 위치하도록 구비한다.
이하, 상기한 실시예2의 작동에 대한 설명은 실시예1과 동일하다.
다만 부력조절물통(70)의 기능만 추가되었을 뿐이다.
도7을 참조하면 본체(10)를 물속에 넣으면 본체(10)내의 수용공간(11)에 물이 담기게 된다. 동시에 급수관(71)으로도 물이 유입되어 부력조절물통(70)의 내부에도 물이 담기게 되어 본체(11) 외부의 수면(60)과 내부의 수용공간(11) 수면(61) 그리고 부력조절물통(70) 내의 수면은 같아져 수평을 이루게 된다.
여기서 유출구(12)에 흡인력이 생겨 수용공간(11)의 수면(61)이 낮아지면 본체(10)가 받는 부력은 커지게 된다. 그러나 부력조절물통(70)의 수위는 그대로 남 아 있어 수용공간(11)의 수면(61)보다 높은 부력조절물통(70)의 물은 본체(10)를 누르는 하중으로 작용하게 되고, 증가 되었던 부력과 상쇄되어 본체(10)는 항상 그 수면을 유지하며 떠있게 되어 오일스키머의 동작을 안정되게 유지할 수 있게 해 준다.
실시예3
실시예3은 본 발명에 따른 오일스키머의 다른 실시 예이다. 도8은 실시예3의 주요부의 단면도를 나타낸다.
도9는 실시예3의 유입량조절기(20) 사시도를 나타낸다.
도9와 도10을 참조하면 실시예3은 실시예1의 유입량조절기(20)가 개별 부력평형을 유지하기 위한 것으로 실시예3 중 작동 설명되지 않거나 불충분한 부분은 실시예1에 준한다.
도9와 도10을 참조하면 상기 유입량 조절기(20)는 본체(10) 유입부(50) 공간에 구비되는 것으로, 유입부(50) 아래쪽 본체(10) 벽에는 유입량조절기(20) 힌지 플레이트(24)가 삽입될 수 있는 삽입홈(23)이 길게 구비되고, 삽입홈(23) 중앙에는 힌지홀(25)이 구비돤다.
상기 유입량 조절기(20) 일측에은 잘 기울어질 수 있는 얇은 금속판재나 고무판재와 같이 유연한 물질의 기울기 변경판(22)이 연결되며, 기울기 변경판(22)에는 힌지 플레이트(24)가 틈이 없이 연결 구성되고, 힌지 플레이트(24) 중간부의 유입량 조절기(20)가 좌,우 부력균형을 이루는 부분에 힌지홀(25)이 구비된다.
상기 삽입홈(23)에는 유입량 조절기(20)의 힌지 플레이트(24)가 삽입되고, 힌지홀(25)에는 힌지(26)가 삽입고정된다. 여기서 본체 삽입홈(23)의 깊이는 힌지플레이트(24)의 끝단과 여유를 두어 삽입홈(23)과 유입량조절기(20) 힌지플레이트 (24)가 힌지(26)를 중심으로 일정량 기울어질 수 있게 구성한다.
따라서, 상기 부력수단(30)에 본체(10)가 수면에 기울어져 떠있어도 유입량 조절기(20)의 상부는 수면과 평행을 이루며 떠있어, 유로가 열릴 때 유입량 조절기(20)의 상부 좌, 우에서 흐르는 유량이 같도록 만드는 역할을 하게 되며, 부유 된 오일 층이 얇은 경우에도 표면 수만을 얇게 유입시킬 수 있으므로 물 유입이 적어 유입 농도가 높아지고, 유입부 길이를 늘이는 효과가 있어 스키머 용량이 늘어나는 효과가 있고, 후공정의 부하를 줄이고 에너지와 시간을 절약할 수 있게 된다.
실시예4
실시예4는 본 발명에 따른 오일스키머의 다른 실시 예이다. 도10은 실시예4의 주요부의 단면도를 나타낸다.
도10을 참조하면 실시예4는 실시예1의 본체의 부력변화를 줄이기 위한 것으로 작동 상태는 실시예1과 동일하다.
도10을 참조하면 연결관(42) 양쪽 끝에 볼죠인트(관절, 41)를 구비하여 한쪽 끝은 본체(10) 내부의 수용공간(11)으로 연결되는 유출관(관절, 40)에 연결하고 구성하고, 다른 한쪽 끝은 흡입관(43)에 연결 구성된다.
여기서 볼죠인트(관절, 41)와 흡입관(43)은 본체(10)를 포함한 오일스키머 전체가 외부수위(60)의 변동에 따라 오르내리거나 흡입력이 변화하여도 흡입관(43)에 의하여 본체(10)의 부력에 변동이 생기지 않고 부드럽게 움직일 수 있고, 변동되는 수위에 대응되는 길이와 유연한 관절로 구성한다.
또 연결관(42)은 가볍고 온도나 대기압 등으로 변형되지 않는 관으로 구성하는 것이 바람직하다.
따라서 이는 본체(10)내부의 물과 부유물을 무리 없이 밖으로 인출해 낼 수 있는 오일스키머를 제공할 수 있는 것이다.
도1은 실시예1의 사시도.
도2는 도1의 정면도.
도3은 도1의 A-A 단면도로 작동시의 유체 흐름 상태 표시도.
도4는 도1의 A-A 단면도로 작동 정지시의 수면 표시도.
도5 및 A-A 단면도로 부유물 층이 두꺼운 경우의 작동 흐름 상태 표시도.
도6은 도3의 B 부상세도(유량조절기 단면도)
도7은 실시예2로 부력조절물통이 포함된 단면도
도8는 실시예3으로 관절과 연결관이 포함된 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:본체 11:수용공간 12:유출구
20:유입량조절기 21:부유통 22:기울기변경판 23:삽입홈
24:힌지 플레이트 25:힌지 홀 26:힌지
30:부유수단 31:조절기 32:지지대
40:유출관 41:볼조인트(관절) 42:연결관 43:흡입관
50:유입부
60:수면 61:내부수면
70:부력조절물통 61:급수관

Claims (6)

  1. 소정 부분이 수면 아래에 잠기어 부력을 일으키는 부력수단;
    수용공간이 형성되고, 상기 수용공간 내부로 수면의 물과 부유물이 유입 가능한 유입부가 형성되며, 상기 유입부의 하측에 상기 유입부를 통해 유입된 물과 부유물이 상기 수용공간 외부로 유출 가능한 유출구가 형성되되, 상기 부력수단에 연결되는 본체;
    상기 유입부에는 일측이 기울기변경판으로 본체와 연결되고, 다른 일측은 부유통이 구비되어 상기 수용공간 내부 수면에 부상되며, 유출구를 통한 흡인력 발 생시 낮아지는 수용공간 수위를 따라 내려가는 부유통으로 기울기가 조절되어 유입 수로를 열고 외부 수면의 부유물과 물을 수용공간에 유입시켜 유출구에 도달하도록 하는 유입량조절기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일스키머.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수용공간 내에 부력조절물통과 급수관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오일스키머.
  3. 제1항 내지 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유출구에 두 개 이상의 관절과 연결관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오일스키머.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유입량조절기의 기울기 변경판은 얇은 금속판이나 고무판재와 같이 유연한 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 오일스키머.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유입량조절기는 본체에 힌지로 연결 구비되어 유입량조절기 스스로 수평을 이루도록 구성하는 것을 특징으로 하는 오일스키머.
  6. 제1항에 있어서, 상기 본체에 유입부와 유입량조절기는 각각 일개소 또는 두개소 이상의 다수개소의 유입부와 유입량조절기가 구비되는 것을 특징으로 하는 오 일스키머.
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