KR101323839B1 - 스컴 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스컴 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스키머(skimmer)와 펌프가 일체형으로 이루어짐으로써 펌프의 흡입구에 작용하는 구심력을 이용하여 수면의 상등수에 응집되어지는 스컴(scum)이 원주 방향으로 스스로 회전 운동을 함에 의하여 스키머 내부로 효율적으로 흡입되도록 구성된 스컴 제거 장치에 관한 것이다.

Description

스컴 제거 장치{SCUM SEPERATING SYSTEM}

본 발명은 스컴 제거 장치에 관한 것으로서, 기존장치들보다 더 효율적으로 스컴(scum)을 제거하기 위하여 스키머(skimmer)와 펌프가 일체형으로 이루어짐으로써 펌프의 흡입구에 작용하는 구심력을 이용하여 수면의 상등수에 응집되어지는 스컴이 원주 방향으로 스스로 회전 운동을 함에 의하여 스키머 내부로 효율적으로 흡입되도록 구성된 스컴 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장이나 하수처리장에서 물을 정수함에 있어서 다량의 부유물이나 스컴 등이 부유되며. 이러한 부유물은 수질을 오염시킴은 물론 생태계를 파괴시키는 문제점을 가지고 있다.

이러한 스컴 부유물을 제거하는 장치로는 스컴 블레이드에 의해 수면상에 부유된 스컴을 걷어내는 방식의 체인플라이트형 스키머나 왕복식 스키머, 사이폰 원리를 이용하여 스컴을 제거하는 사이폰식 스키머, 펌프 등의 흡인력에 의하여 수면상에 부유된 스컴을 흡입하여 제거하는 부유식 스컴스키머 등 여러 종류가 공지되어 있다.

도 1은 이들 가운데 종래기술에 따른 부유식 스컴스키머의 작동원리를 도시한 개략도이다. 부유식 스컴스키머는 도 1에 도시된 바와 같이, 수면상에 응집된 스컴을 펌프 등에 의해 스키머에 형성된 흡인력에 의하여 스키머의 내부로 흡입하여 외부로 배출함으로써 스컴을 분리하는 장치이다.

그러나 이러한 종래 기술에 따른 부유식 스컴스키머는 스키머와 펌프가 분리되어 있는 것으로 스키머는 수면 위에 위치하고 펌프는 외부에 설치되어 운용됨으로써, 펌프의 흡인력에 따라 수면 위의 스키머가 유동의 폭이 커지고 에어(air)를 동시에 흡입하는 문제가 발생되어, 호스 계통의 배관이 펌프가 물 및 스컴을 흡입하지 못하면 호스에 진공이 발생하고 호스가 압착되어 스키머의 효율을 떨러뜨리고, 수면 위에 떠있는 스키머의 유동을 더욱 증대시켜 물만 흡입하거나 에어를 다량 흡입하는 등 분리효율을 현저하게 저하시키는 문제점이 있었다.

또한 스컴과 상등수가 동시에 지상에 배출됨으로써, 상등수가 폐수로 처리되어 물의 낭비가 심한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 스키머와 펌프가 일체형으로 이루어짐으로써 펌프의 흡입구(suction)에 작용하는 구심력을 이용하여 스컴을 효율적으로 흡입하고, 컴팩트하면서 유지관리가 용이한 스컴 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 펌프 후단에 설치된 싸이클론에서 물과 스컴을 1차 분리함으로써 분리효율이 우수하고 물의 낭비가 없는 스컴 제거 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 소정 부분이 수면 아래에 잠기어 부력을 일으키는 부력수단과; 깔때기 형상으로서 내측에 수용공간이 형성되고, 상부에 상기 수용공간으로 수면의 물과 스컴이 유입되는 유입구와 하부에 상기 유입구를 통해 유입된 물과 스컴이 상기 수용공간 외부로 유출되는 유출구가 형성되고, 상기 부력수단에 연결되는 스키머 몸체와; 상기 스키머 몸체의 유출구에 일체로 결합되어 구심력에 의해 물과 스컴을 흡입하여 싸이클론으로 토출하는 스컴 펌프와; 상기 스컴 펌프에서 이송된 물과 스컴을 1차 분리하는 싸이클론; 및 상기 싸이클론에서 1차 분리된 물과 스컴을 2차 분리하는 세퍼레이터를 포함하여 이루어는 스컴 제거 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치에 있어서, 상기 스키머 몸체 상부에는 역삼각뿔 형태의 콘(cone)이 추가로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치에 있어서, 상기 스키머 몸체는 부력수단과 연결되는 연결봉에 의해 수면에 대한 높이가 조절될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치에 있어서, 싸이클론의 토출구 측에는 프로펠러를 추가로 구비할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 스컴 제거 장치는 기존의 장치에 비하여 분리효율이 90% 이상으로 스컴을 분리하며, 폐수 발생 비율을 기존 장치의 1/10 이하로 줄일 수 있으며, 처리시간이 빨라 가동 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 스컴 제거 장치는 일체형으로 컴팩트한 구성이 가능하며, 유지관리가 용이하고 잔고장이 거의 없는 효과가 있다.

<도 1>은 종래기술에 따른 부유식 스컴스키머의 작동원리를 도시한 개략도이다.
<도 2>는 본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치의 전체적인 구성을 도시한 측 단면도이다.
<도 3>은 도 2에 따른 스컴 제거 장치의 주요 부분에 대한 측단면도이다.
<도 4>는 도 3에 따른 스컴 제거 장치의 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 첨부된 도면 등을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치의 전체적인 측단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 스컴 제거 장치의 주요 부분에 대한 측단면도이며, 도 4는 그 평면도이다.

도 2 내지 도 를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치(100)는 부력수단(10), 스키머 몸체(20), 펌프(30), 싸이클론(40) 및 세퍼레이터(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 부력수단(10)은 소정 부분이 수면 아래에 잠기어 부력을 일으키며, 스키머 몸체(20), 펌프(30) 및 싸이클론(40)이 수중에서 떠 있을 수 있도록 하는 부력을 제공한다. 예시된 구현예에서는 상기 부력수단(10)이 구 형태로 이루어져 있으나, 이에 한정되지 않으며 부력을 일으킬 수 있는 것이면 어떠한 형태도 채용 가능하다. 또한 상기 부력수단(10)은 적절한 균형을 유지하기 위하여 원주 방향으로 3개를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 각각의 부력수단(10)은 그 아래에 각각 연결된 고정 프레임(11)에 의해 수중에서 그 위치가 고정된다.

상기 스키머 몸체(20)는 깔때기 형상으로 이루어지며, 내측에는 수용공간(A)이 형성되고, 상부에는 상기 수용공간(A)으로 수면의 물과 스컴이 유입되는 유입구(21)가 형성되고 하부에는 상기 유입구(21)를 통해 유입된 물과 스컴이 상기 수용공간(A) 외부로 유출되는 유출구(22)가 형성된다. 상기 스키머 몸체(20)는 연결봉(23)에 의하여 상기 부력수단(10)의 고정 프레임(11)에 연결되어 수중에서 떠있는 상태로 고정되게 된다. 상기 연결봉(23)은 나사 결합 등에 의하여 그 길이를 조절할 수 있으며, 이에 의하여 스컴의 발생량 등 공정 조건의 변화에 따라 수면에 대한 유입구(21)의 높이를 조절할 수 있게 된다.

상기 스컴 펌프(30)는 상기 스키머 몸체(20)의 유출구(22)에 일체로 결합되어 구심력에 의해 물과 스컴을 흡입하여 물 및 스컴 이송배관(31)을 통하여 싸이클론(40)으로 토출시킨다. 상기 싸이클론(40)은 스컴 펌프(30)에서 이송된 물과 스컴을 1차로 분리하여 위쪽의 스컴은 스컴 이송 배관(41)을 통하여 세퍼레이터(50)로 이송되며, 아래쪽의 물은 토출배관(42)을 통하여 저수조로 배출된다.

상기 세퍼레이터(50)에서는 싸이클론(40)에서 1차 분리된 스컴을 분리판(51)을 통하여 2차 분리하며, 분리된 스컴은 스컴 배출구(52)를 통하여 외부로 배출되며 물은 물 이송배관(53)을 통하여 다시 저수조로 순환되어 재활용되게 된다.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 스컴 제거 장치(100)는, 상기 스키머 몸체(20) 상부에 역삼각뿔 형태의 콘(60)이 추가로 구비될 수 있다. 이에 의하여 본 발명의 스컴 제거 장치(100)는 스컴 흡입 시 에어의 유입을 근본적으로 차단할 수 있기 때문에 기존의 스키머에서 스컴 흡입시 에어가 동시에 유입되어 발생되는 효율의 현저한 감소와 물이 역류하는 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다. 즉 본 발명에 따른 스컴 제거 장치(100)에 있어서는 수면 위에 떠있는 스컴과 물이 스키머 몸체(20)와 콘(60) 사이의 공간인 유입구(21)를 통하여 흡입되기 때문에 스컴이 스키머 몸체(20) 내부로 흡입될 때 에어의 유입이 근본적으로 차단되게 된다. 상기 유입구(21)의 간격은 높이 조절바(61)에 의하여 적절하게 조절될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치(100)에 있어서, 싸이클론(40)의 토출구 측에는 프로펠러(70)를 추가로 구비할 수 있다. 이에 의하여 본 발명의 스컴 제거 장치(100)는 별도의 동력을 투입하지 않고도 사이클론(40)의 토출배관(43)에서 나오는 물의 추력을 이용하여 프로펠러(70)를 작동시킴으로써 저수조 내에서 적절하게 위치를 이동시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 구현예에 따른 스컴 제거 장치의 작동에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 먼저 스컴 펌프를 가동시키면 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 스컴 제거 장치는 스키머 몸체와 스컴 펌프가 일체형으로 이루어져 있기 때문에 스키머 자체가 구심력을 발생하게 되며, 따라서 상등수 즉 물이 구심력이 발생하는 방향으로 회전하면서 스컴을 같이 당기기 때문에 스컴도 구심력이 작용하여 스스로 스키머의 중심부로 회전이동하게 됨으로써 기존의 장치에 비하여 효율이 최대 90% 이상 증대 가능하며 처리시간이 빨라 가동시간을 단축할 수 있게 된다.

또한, 스키머 후단에 바로 싸이클론이 설치되기 때문에 1차적으로 저수조 내에서 스컴과 물을 3:7 정도로 분리하여 비중이 낮은 스컴을 외부의 세퍼레이터로 이송하여 2차 분리시에 8:2 정도로 재분리되므로 약 90% 이상의 분리효율을 가지게 되며 따라서 폐수도 90% 이상 절약될 수 있게 된다.

특히 펌프를 기준으로 종래의 장치는 흡입하는 원리로 작동이 되고 본 발명에 따른 장치는 토출하는 원리로 작동이 되며 펌프와 싸이클론이 가까이 설치되므로 싸이클론의 효과를 증대시켜 분리 효율을 높이고 싸이클론 후단에서 세퍼레이터까지의 호스 배관에 발생할 수 있는 진공이나 압착의 발생이 없으므로 장치를 보다 효과적으로 사용하여 에너지를 절감하며 장치의 가동시간을 줄일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 구현예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상의범위 내에서 본 발명이 속하는 기술적 범위의 당업자에 의하여 다양한 변형이 가능함은 자명할 것이다.

100 : 스컴 제거 장치
10 : 부력 수단
20 : 스키머 몸체
30 : 스컴 펌프
40 : 싸이클론
50 : 세퍼레이터
60 : 콘
70 : 프로펠러

Claims (4)

1. 소정 부분이 수면 아래에 잠기어 부력을 일으키는 부력수단;
   깔때기 형상으로서 내측에 수용공간이 형성되고, 상부에 상기 수용공간으로 수면의 물과 스컴이 유입되는 유입구와 하부에 상기 유입구를 통해 유입된 물과 스컴이 상기 수용공간 외부로 유출되는 유출구가 형성되고, 상기 부력수단에 연결되는 스키머 몸체;
   상기 스키머 몸체의 유출구에 일체로 결합되어 구심력에 의해 물과 스컴을 흡입하여 싸이클론으로 토출하는 스컴 펌프;
   상기 스컴 펌프에서 이송된 물과 스컴을 1차 분리하는 싸이클론; 및
   상기 싸이클론에서 1차 분리된 물과 스컴을 2차 분리하는 세퍼레이터를 포함하는 스컴 제거 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 스키머 몸체 상부에는 역삼각뿔 형태의 콘(cone)이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 스컴 제거 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 스키머 몸체는 부력수단과 연결되는 연결봉에 의해 수면에 대한 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 스컴 제거 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 스컴 제거 장치는 싸이클론 토출구 측에 프로펠러를 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 스컴 제거 장치.

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