KR101208990B1 - 수중의 오니퇴적물 제거장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본원은 수중의 오니퇴적물을 제거하기 위한 방법으로 수중 밑바닥에서 오니퇴적물을 브러쉬로 닦아내기 이전에 상부나 측부에서 플렉시블 구조의 연질호스를 이용하여 상부 또는 측부에서 고압의 물을 분사고압의 물을 오니퇴적물층에 분사시켜 주는 오니퇴적물 제거장치 및 오니퇴적물 제거방법에 관한 것이다.
본원은 수중 오니퇴적물 제거장치에서, 흡입수단은 오니퇴적물 제거장치의 외부에 마련된 흡입펌프가 오니퇴적물 제거장치의 하우징 상단후미에 위치한 흡입부의 배출호스와 연결되어 하우징 내부의 오니퇴적물을 흡입하여 배출할 수 있도록 제공되고, 브러쉬에 의한 솔질수단은 하우징 내부에 위치한 브러쉬가 별도로 마련된 모터에 의해 회전하면서 수중 바닥면의 오니를 일측으로 쓸어올려 흡입부 쪽으로 부유시키도록 기능하며, 오니퇴적물 제거장치에 고압수 분사수단은 고압의 물을 하우징 내부로 공급하는 고압수 공급호스와, 하우징 내부 상단에 설치되어 상기 고압호스로부터 공급되는 고압의 물을 받아 저장하는 분사관과, 상기 분사관에서 바닥면으로 수직 연결되는 다수 개의 분사노즐과 상기 분사노즐에는 플렉시블 구조의 연결호스가 연결되어 수중 바닥면으로 고압의 물을 분사시켜 오니퇴적물을 바닥면으로부터 탈리시키면서 분쇄효과도 도모하도록 제공되는 수중 오니퇴적물 제거장치에 관한 것이다.

Description

수중의 오니퇴적물 제거장치 및 그 방법{A removing apparatus of sludge deposit and it's method}

본원 발명은 수중의 오니퇴적물을 제거하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중의 오니퇴적물을 제거하는데 있어서 수중 바닥면에 딱딱하게 굳어 쉽게 떨어지지 않는 오니퇴적물에 플렉시블 구조의 연질호스를 이용하여 상부 또는 측부에서 고압의 물을 분사하여 줌으로써 덩어리진 오니퇴적물을 바닥부에서 분출시켜 잘게 부수어주는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 수중의 오니퇴적물 제거장치 및 그 오니퇴적물 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 호수나 강의 하상에는 육지에 놓여 있던 각종 오염물이 우천 시 빗물에 쓸려 들어가거나, 또 인위적으로 오염수를 배출하거나 정화되지 않은 하수물이 혼합되어 배출되거나, 오염물 투척 등에 의해 호수나 해안가의 바닥 면에 오니가 쌓이게 되고 또한 많은 통행 차량에서 내뿜는 공해 부유물질, 각종 분진 등이 대기 중에 부유하다가 수중에 낙하되어 부유물을 형성하다가 가라앉게 되는데, 이러한 오니 및 부유물들로 인해 수질오염이 가속화되고 있으며 주변 경관을 해치면서 생태계가 파손되어 가고 있는 현실이어서 이에 대한 수질 보존대책이 시급한 실정이다.

이러한 부유물이나 하상 오니 등이 방치되고 하절기 기온이 높아 수온이 상승하게 되면 녹조, 적조의 문제를 발생시키게 되고 수중의 생태계를 파괴시켜 결국 산소결핍 현상으로 수중 생물, 곤충, 물고기 등을 사멸시키게 된다.

따라서 강이나 호수, 해안가의 수질을 항상 우수한 상태로 유지시키기 위해서는 수중에 적층되는 오니 등의 침전물을 일정주기로 조기에 제거해주지 않으면 수질오염을 피할 길이 없는 것이 오늘의 현실이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 기술중에서 수중의 오니 침적물을 제거시키기 위한 목적으로 개시된 종래의 기술들을 살펴보면, 특허공개번호 제 2000-5095 호에는 '수중 오니의 청소장치 및 그 방법'에 관한 기술이 개시되어 있으나 상기 기술은 댐과 같이 특정된 어느 한 장소에서 바닥면에 침적되어 있는 오니층을 수거하기에는 적합할 수도 있으나, 댐 바닥 전체면에 걸쳐 골고루 펼쳐져 있는 오니층을 수거하기에는 부적합하여 하상 오니류의 제거작업에 효율성이 떨어지는 문제점이 있었고, 또 다른 종래 기술로서 하상 바닥면을 갈퀴질을 하듯이 뒤집어서 퇴적 오니를 부상시키고, 이 오니가 포함된 물을 흡입하여 정화하는 기술이 개시되어 실시되고 있으나 이 공법은 오히려 바닥면을 뒤집어 흙탕물을 만들어주는 결과가 초래되어 침적오니 제거방법으로 적합하지 않으며 , 또한 이러한 종래 기술들은 수중 바닥면에 침전되어 고착된 유기물 및 무기물, 이물질 및 수질오염을 높이는 부식이끼 등은 제거할 수 없는 문제점을 갖고 있었다.

이들의 종래기술의 한계점과 문제점들을 감안하여 출원인의 선 출원으로 등록특허 제 378,981호로 개시된 기술은 수중 바닥 면을 솔질작업을 통하여 오니 및 이끼를 닦아내고 바닥면의 자갈을 굴려주면서 거기에 낀 이끼를 닦아내게 되어 수중바닥이 깨끗이 청소되도록 하는 기술을 제공하고자 하여 수면을 따라 이동하는 오니준설선에 수거장치가 설치되고, 수심이 깊은 댐이나 바다 그리고 강 등에서는 오염물을 제거하기 위해 작업자가 선체에서 컨트롤부를 조작하여 붐을 수중으로 하강시켜 수거장치를 수중바닥 면에 밀착시키면서 부러쉬로 쓸어내어 침적오니를 제거하는 장치가 개발되어 특허등록을 받은바 있으며 실제로 출원인 상기 기술의 내용대로 오니 제거작업 준설선을 제작, 건조하여 경기도 일산의 호수공원에서 하상 오니제거작업을 수년째 실시하여오고 있다.

그런데 오랜기간 수중 바닥면에 퇴적되어 덩어리채로 굳은 오니퇴적물 덩어리의 경우에는 브러쉬질 만으로는 오니퇴적물 덩어리를 분해시키지 못하고 특히 덩어리가 흡입호스의 직경보다 커서 흡입호스를 통해 배출되지 못하게 되는 문제점이 발생하게 되었다.

한편 오니제거작업을 장기간 하게 될 경우 브러쉬의 솔 사이에 오니가 잔뜩 끼워지게 되어 브러쉬질을 방해하고 작업능률을 떨어뜨리는 문제점이 발생하였다.

본원은 수중의 오니퇴적물을 제거하기 위한 방법으로 수중 밑바닥에서 오니퇴적물을 브러쉬로 닦아내기 이전에 상부나 측부에서 플렉시블 구조의 연질호스를 이용하여 상부 또는 측부에서 고압의 물을 분사고압의 물을 오니퇴적물층에 분사시켜 주는 오니퇴적물 제거장치 및 오니퇴적물 제거방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본원 발명에서는, 수중의 오니퇴적물을 제거하기 위해 수중 바닥면 위로 이동가능한 오니흡입장치의 하우징 내부로 고압의 물을 분사하는 분사수단과, 바닥면에 침적된 오니를 일측으로 쓸어주기 위한 솔질( 브러쉬) 수단과, 하우징 내부에서 부유하는 오니층을 외부로 배출하기 위한 흡입수단이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 오니퇴적물 제거장치 및 상기 장치를 이용한 오니퇴적물 제거방법에 관한 기술사상이 개시된다.

즉, 본원은 강이나 호수의 수중 바닥면에 적층되는 오니퇴적물을 흡입 제거하기 위하여 흡입수단과 브러쉬를 이용한 솔질수단을 포함하여 이루어지는 수중 오니퇴적물 제거장치에서, 상기 흡입수단은 오니퇴적물 제거장치의 외부에 마련된 흡입펌프가 오니퇴적물 제거장치의 하우징 상단 후미에 위치한 흡입부의 배출호스와 연결되어 하우징 내부의 오니퇴적물을 흡입하여 배출할 수 있도록 제공되고, 상기 브러쉬에 의한 솔질수단은 하우징 내부에 위치한 브러쉬가 별도로 마련된 모터에 의해 회전하면서 수중 바닥면의 오니를 일측으로 쓸어올려 흡입부 쪽으로 부유시키도록 기능하며, 상기 오니퇴적물 제거장치에 고압수 분사수단이 추가되되, 상기 분사수단은 고압의 물을 하우징 내부로 공급하는 고압수 공급호스와, 하우징 내부 상단에 설치되어 상기 고압호스로부터 공급되는 고압의 물을 받아 저장하는 분사관과, 상기 분사관에서 바닥면으로 수직 연결되는 다수 개의 분사노즐과 상기 분사노즐에는 플렉시블 구조의 연결호스가 연결되어 수중 바닥면으로 고압의 물을 분사시켜 오니퇴적물을 바닥면으로부터 탈리시키면서 분쇄효과도 도모하는 수중 오니퇴적물 제거장치에 관한 기술사상이 개시된다.

상기 수중 오니퇴적물 제거장치의 분사노즐에는 플렉시블한 구조의 실리콘재 연결호스가 끼워짐으로써 고압의 물 분사시 연결호스가 자유롭게 흔들리면서 분사되도록 제공되는 것이 바람직하다.

따라서, 본원은 수중 오니퇴적물 제거방법에서, 흡입수단은 오니퇴적물 제거장치의 외부에 마련된 흡입펌프가 오니퇴적물 제거장치의 하우징 상단후미에 위치한 흡입부의 배출호스와 연결되어 하우징 내부의 오니퇴적물을 흡입하여 배출할 수 있도록 제공되고, 브러쉬에 의한 솔질수단은 하우징 내부에 위치한 브러쉬가 별도로 마련된 모터에 의해 회전하면서 수중 바닥면의 오니를 일측으로 쓸어올려 흡입부 쪽으로 부유시키도록 기능하며, 상기 구성을 갖는 오니퇴적물 제거장치에 고압수 분사수단이 추가되는 구성을 이루되, 상기 분사수단은 고압의 물을 하우징 내부로 공급하는 고압수 공급호스와, 하우징 내부 상단에 설치되어 상기 고압호스로부터 공급되는 고압의 물을 받아 저장하는 분사관과, 상기 분사관에서 바닥면으로 수직 연결되는 다수 개의 분사노즐과 상기 분사노즐에는 플렉시블 구조의 연결호스가 연결되어 수중 바닥면으로 고압의 물을 분사시켜 수중 바닥면에 집적되어 있는 오니퇴적물을 탈리시키면서 분쇄효과도 도모하는 공정의 수중 오니퇴적물 제거방법이 개시된다.

본원에서 제공하는 수중의 오니퇴적물 제거장치 및 그 오니퇴적물 제거방법은 수중 바닥면에 딱딱하게 굳어있는 오니퇴적물 덩어리를 바닥면에서 탈리시키고 잘게 부수어줌으로써 브러쉬질이 용이하여 오니퇴적물 제거효과를 높일 수 있다는 장점이 있다.

또한 흡입호스의 직경보다 큰 오니 퇴적물이라도 요동치는 플렉시블 호스의 분사압으로 잘게 부수어주므로 흡입호수에 막힘이 없이 외부로 배출이 원활하게 되는 효과가 있다.

또한 때로 브러쉬에 끼이게 되는 오니퇴적물 덩어리나 흡입구를 막고 있는 오니퇴적물에 고압의 물이 분사되면서 자연스럽게 제거하여 줌으로써 장시간 작업이 실시되어도 능률저하가 일어나지 않는 효과를 부여한다.

도 1은 본원에서 제공하는 오니퇴적물 제거장치의 개략적인 개념도.
도 2는 본원에서 제공하는 오니퇴적물 제거장치를 바람직하게 구성한 실시 사시도.
도 3은 도 2의 오니퇴적물 제거장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 도 2의 오니퇴적물 제거장치의 내부에 구성된 분사수단을 나타낸 사시도.
도 5는 본원에서 제공하는 오니퇴적물 제거장치를 바람직하게 구성한 또 다른 실시 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.

이하 본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 구현 적용예를 도면을 통하여 제시하기에 앞서 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 발명의 기술사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 제시되는 도면의 실시양태 예시는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하 본원 발명의 기술사상을 바람직하게 구현한 실시적용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본원에서 제공하는 오니퇴적물 제거장치의 개략적인 개념을 도시한 것으로서, 오니처리 시스템의 계통을 나타내고 있다.

본원에서 제공하는 오니퇴적물 제거장치(10)는 흡입호스(5)를 통해 부유선체(1)와 연결되고, 상기 부유선체에는 기계실(2)과 흡입펌프(3)가 구비되며, 외부 육지에 마련된 오니저류조(4)로 흡입호스(5)를 통해 흡입된 물과 오니를 저류할 수 있는 구조로 제공될 수 있음을 나타내고 있다.

이때, 상기 오니퇴적물 제거장치(10)에는 수면위로 부유하여 직접 운전할 수 있도록 구성되는 운전수단(11)이 구비되며 상기 운전수단(11)의 기술사상에 대해서는 출원인의 선등록특허 제0451031호에 기재되어 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 도 1에서 사용되는 오니퇴적물 제거장치에 본원의 기술사상이 도입되어 적용되는 실시양태를 도시한 사시도이고, 도 3은 그 단면도로서, 오니퇴적물 제거장치의 구조를 나타낸 것이다.

상기의 오니퇴적물 제거장치에서 운전수단(11)에는 수심이 변동되어도 운전석이 수면위로 띄워질 수 있도록 슬라이딩 축(11a)이 설치되어 수심 깊이에 따라 운전석이 이동될 수 있으며, 하우징(13)은 반원형 캡 타입으로 그 저면 둘레로는 오니혼탁방지패드(14)가 설치되어 있어서 반원형 캡 내부에서 부유하는 오니혼탁물이 외부로 유출되는 것을 방지하게 되며, 상기 하우징 내부로는 브러쉬 수단으로서 브러쉬(15)가 유압회전모터(미도시)와 연동되어 회전하여 저속으로 수중바닥의 오니퇴적물을 닦고 쓸면서 오니퇴적물을 하우징 중심 상단의 흡입부(16) 쪽으로 밀어내는 구조를 이루고, 흡입부(16)에는 도 1에 제시된 흡입호스(5)가 연결되어 흡입펌프(3)가 내용물인 오니퇴적물을 흡입하여 외부 육지에 마련된 오니저류조(4)로 보내주게 되고, 하우징(13)의 후방 끝단에는 바퀴(17)가 설치되어 하우징부를 이동시킴과 동시에 회전하도록 함으로써 운전수단(11)에 의해 운전자가 원하는 방향으로 운전할 수 있도록 하는 구조로 제공될 수 있다.

도 2는 오니퇴적물 제거장치의 외형을 사시도 형태로 도시한 것으로 본원의 특징부가 나타나지 않는 상태이므로, 도 3과 도 4를 통하여 본원의 특징부를 나타내고자 한 것으로, 도 3에서는 하우징(13)의 양 측벽부를 생략한 상태로 도시하여 내부구조를 나타내고자 한 것으로, 본원의 특징부가 하우징(13) 상부로 분사수단을 갖고 고압의 물을 바닥부로 분사시켜 오니퇴적물을 바닥면으로부터 탈리 및 파쇄시키고자 하는 과제를 달성하기 위한 수단으로, 하우징(13) 내부로 고압수를 공급하는 고압호스(21)와, 하우징(13) 내부 상단에 설치되어 상기 고압호스로부터 공급되는 고압의 물을 받아 저장하는 분사관(22)과, 상기 분사관에서 수중 바닥면에 수직으로 연결되는 다수 개의 분사노즐(23)을 갖고 분사노즐에는 플랙시블 구조의 고무튜브나 실리콘재질의 튜브가 바닥면에 근접한 길이로 고정되어 제공됨으로써, 하우징 내부 상단에서 수중 바닥면으로 고압의 물을 분사시켜 오니퇴적물을 바닥면으로부터 탈리시키도록 고압의 물이 분사될 때 고압수 분사튜브가 수중 바닥면의 어느 한곳에 특정되어 분사되지 않고 튜브에서 분사되는 고압수가 바닥면과 부딪치면서 호스가 지그재그 형태로 요동치면서 분사지점을 임으로 바꿔주면서 동시에 탈리된 오니층을 분쇄시키게되는 목적을 달성할 수 있는 구성을 나타내고 있다.

도 4는 본원의 오니퇴적물 제거장치에서 발명의 특징부인 분사수단의 구성만을 명확히 실선으로 나타내고자 한 것으로, 본원 발명에서 추가적으로 제공하는 분사수단으로 고압의 물을 분사하는 분사장치(20)가 브러쉬부(15)의 전단부에 설치되며, 고압호스(21)를 이용하여 고압의 물을 분사관(22)으로 공급하고, 상기 분사관에는 다수 개의 분사노즐(23)이 설치되어 고압의 물을 하우징 상단에서 수중 바닥면으로 쏘아주는 구조를 이루게 된다.

그런데 하우징 상단부에 위치한 분사노즐에서 수중바닥면에 수직으로 물을 고압으로 분사해주게 되면 그 분사압의 반작용으로 인해 하우징이 수중 바닥면에서 위로 들어 올려질 수 있으므로 각각의 분사노즐(22)마다 플렉시블한 구조의 연결호스(34)를 끼워주게 되며 고압의 물 분사될 때 연결호스가 이리저리 흔들리면서 물이 수직으로만 분사되는 것을 어느 정도 방지하고, 또한 연결호스(24)가 흔들리면서 물을 분사하게 되므로 수중 바닥면의 어느 한 위치에만 집중적으로 물이 분사하게 되는 것이 아니라 수중 바닥면을 고루 분사할 수 있게 된다.

도 5는 본원에서 제공하는 오니퇴적물 제거장치가 운전자가 손잡이를 잡고 오니퇴적물 제거작업을 할 수 있는 실시양태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 단면도를 도시한 것이다.

도 2에서는 수심이 1.5 미터 이상의 깊이에서 물에 부유하는 운전수단(11)을 사용하는 것임에 비하여, 도 5에서의 실시양태는 수심이 1.5 미터 미만의 얕은 물가에서 운전자가 손잡이 운전수단(12)을 잡고 직접 오니퇴적물 제거장치를 운전할 수 있는 실시양태를 나타낸 것으로, 하우징(13)에 고압수를 공급하는 고압호스(21)가 연계되어 하우징(13) 내부의 분사관(22)으로 고압수를 공급하고, 상기 분사관에는 다수 개의 분사노즐(23)이 설치되고 분사노즐에는 플렉시블한 구조의 연결호스(24)가 고압의 물을 수중 바닥면으로 쏘아주는 구성은 도 2와 동일하게 제공될 수 있음을 나타내고 있다.

기타 본원의 기술구성에서 더욱 상세하게 기재되지 않은 부분으로 브러쉬에 의한 솔질수단으로 하우징 내부에 위치한 브러쉬가 별도로 마련된 모터에 의해 회전되는 구성 등에 대한 설명은 출원인의 선등록 특허에 모두 개시되어 있기에 상세한 설명이 생략되어 있다.

10 : 오니퇴적물 제거장치 11, 12 : 운전수단
13 : 하우징 14 : 오니혼탁방지패드
15 : 브러쉬 16 : 흡입부
17 : 바퀴 20 : 분사수단
21 : 고압수 공급호스 22 : 분사관
23 : 분사노즐 24 : 연결호스

Claims (3)

1. 강이나 호수의 수중 바닥면에 적층되는 오니퇴적물을 흡입 제거하기 위하여 흡입수단과 브러쉬를 이용한 솔질수단을 포함하여 이루어지는 수중 오니퇴적물 제거장치에 있어서,
   상기 흡입수단은 오니퇴적물 제거장치(10)의 외부에 마련된 흡입펌프가 오니퇴적물 제거장치의 하우징(13) 상단 후미에 위치한 흡입부(16)의 배출호스와 연결되어 하우징 내부의 오니퇴적물을 흡입하여 배출할 수 있도록 제공되고,
   상기 브러쉬에 의한 솔질수단은 하우징 내부에 위치한 브러쉬(15)가 별도로 마련된 모터에 의해 회전하면서 수중 바닥면의 오니를 일측으로 쓸어올려 흡입부(16) 쪽으로 부유시키도록 기능하며,
   상기 오니퇴적물 제거장치에 고압수 분사수단(20)이 추가되되, 상기 분사수단은 고압의 물을 하우징 내부로 공급하는 고압수 공급호스(21)와, 하우징 내부 상단에 설치되어 상기 고압호스로부터 공급되는 고압의 물을 받아 저장하는 분사관(22)과, 상기 분사관에서 바닥면으로 수직 연결되는 다수 개의 분사노즐(23)과 상기 분사노즐에는 플렉시블 구조의 연결호스가 연결되어 수중 바닥면으로 고압의 물을 분사시킬 때 연결호스가 자유롭게 요동치며 오니퇴적물을 바닥면으로부터 탈리시키면서 분쇄효과도 도모하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 수중 오니퇴적물 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수중 오니퇴적물 제거장치(10)의 분사노즐(23)에는 플렉시블한 구조의 실리콘재 연결호스가 끼워짐으로써 고압의 물 분사시 연결호스가 자유롭게 흔들리면서 분사되는 것을 특징으로 하는 수중 오니퇴적물 제거장치.
3. 강이나 호수의 수중 바닥면에 적층되는 오니퇴적물을 흡입 제거하기 위하여 흡입수단과 브러쉬에 의한 솔질수단을 포함하여 이루어지는 수중 오니퇴적물 제거방법에 있어서,
   상기 흡입수단은 오니퇴적물 제거장치(10)의 외부에 마련된 흡입펌프가 오니퇴적물 제거장치의 하우징(13) 상단 후미에 위치한 흡입부(16) 및 배출호스와 연결되어 하우징 내부의 오니퇴적물을 흡입하여 배출할 수 있도록 제공되고,
   상기 브러쉬에 의한 솔질수단은 하우징 내부에 위치한 브러쉬(15)가 별도로 마련된 모터에 의해 회전하면서 수중 바닥면의 오니를 일측으로 쓸어올려 흡입부(16) 쪽으로 부유시키도록 기능하며,
   상기 구성을 갖는 오니퇴적물 제거장치에 고압수 분사수단(20)이 추가되는 구성을 이루되, 상기 분사수단은 고압의 물을 하우징 내부로 공급하는 고압수 공급호스(21)와, 하우징 내부 상단에 설치되어 상기 고압호스로부터 공급되는 고압의 물을 받아 저장하는 분사관(22)과, 상기 분사관에서 바닥면으로 수직 연결되는 다수 개의 분사노즐(23)과 상기 분사노즐에는 플렉시블 구조의 연결호스(24)가 연결되어 수중 바닥면으로 고압의 물이 분사될 때 연결호스가 자유롭게 요동치며 수중 바닥면에 집적되어 있는 오니퇴적물을 탈리시키면서 분쇄효과도 도모하는 공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 수중 오니퇴적물 제거방법.

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