KR101333045B1 - 무동력 스크린장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관로의 바닥면에 설치된 상태에서 우수/오수(이하 우오수라 한다)에 포함된 부유물을 걸러내는 기능을 하되, 일정 하수량 이상으로 우오수가 유입되는 경우 상기 우오수의 흐름에 방해되지 않도록 우오수의 흐름방향에 대해 자동으로 전도될 수 있는 무동력 스크린장치에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무동력 스크린장치는 상호 둔각을 이루며 결합하는 스크린고정판과 우오수유도판으로 이루어지되, 상기 우오수유도판이 상기 바닥면에 대해 예각을 이루며 유수방향으로 경사지도록 상기 스크린고정판이 상기 바닥면에 고정되는 고정부; 상기 우오수유도판의 배면 양단에 구비되는 스크린지지편, 상기 우오수유도판의 배면에 회전가능하게 구비되는 회전샤프트, 및 한 세트로 구성되며, 각각의 일단은 상기 회전샤프트의 단부에 고정되고 타단은 상기 스크린지지편에 고정되는 전도용토션바로 이루어지는 회전부; 및 일단이 상기 회전샤프트에 고정된 상태에서, 상기 회전샤프트의 길이방향을 따라 다수 개가 연속하여 형성되는 걸림봉을 포함하는 여과부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무동력 스크린장치{Nonpowered Screen Device}

본 발명은 무동력 스크린장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수관로의 바닥면에 설치된 상태에서 우수/오수(이하 우오수라 한다)에 포함된 부유물을 걸러내는 기능을 하되, 일정 하수량 이상으로 우오수가 유입되는 경우 상기 우오수의 흐름에 방해되지 않도록 우오수의 흐름방향에 대해 자동으로 전도될 수 있는 무동력 스크린장치에 관한 것이다.

하수처리 공정은 우오수에 포함된 부유물 중 소정의 크기를 갖는 부유물(이하 협잡물이라 한다)을 제거하는 예비처리, 미세 부유물을 여과하는 1차 처리, 용해성 오염원을 여과하는 2차 처리 및 고도의 수질을 만들기 위한 3차 처리 순서로 이루어진다.

스크린장치는 상기 예비처리에 이용되는 장치로서, 하수관로의 바닥면에 시공되어 우오수에 포함된 나뭇잎이나 페트병 등의 협잡물을 걸러내는 기능을 한다. 통상 우오수나 비점오염원이 다량 함유된 초기우수는 차집관로를 통해 하수처리장으로 이송되는데, 상기 시설의 입구 전방에 스크린장치가 설치된다.

상기 스크린장치의 종래기술로서 국내공개특허 제10-2010-0107349호(공개일자: 2010.10.05.)가 개시되어 있고, 상기 기술은 스크린장치가 우수토실 입구 전방에 설치되며, 상기 스크린장치는 하수관로 바닥에 앙카볼트로 고정되는 지지판과 상기 지지판의 길이방향으로 병설되는 다수의 걸림봉으로 구성된다. 상기 기술은 걸림봉이 지지판에 고정되는 구성으로 인해, 우천시 다량의 협잡물이 걸림봉에 걸려 축적되면서 우오수의 흐름이 방해를 받게 되고, 이로 인해 우오수의 범람이 이루어지는 문제가 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 또 다른 종래기술로서, 국내등록특허 제10-1218770호(등록일자: 2012.12.28.)가 개시되어 있고, 상기 기술은 걸림부와 추가 상호 직각을 이루며 형성되고, 상기 걸림부가 하류측에 구비된 상태에서 지지부에 고정되며, 상기 지지부가 하수관로의 바닥면에 회전가능하게 고정된다.

상기 걸림부는 우오수의 흐름에 의한 부하가 작용하더라도 추의 저지력에 의해 직립을 유지하되, 우천시 유량의 증가에 따라 추의 저지력을 초과하는 부하가 작용하는 경우, 유수방향으로 전도됨으로써 우오수의 흐름에 방해가 되지 않도록 하고 있다.

하수관로 시공 규정상 강우시의 하수량(이하 3Q라 한다) 이상의 우오수가 유입되면, 협잡물 제거 과정을 생략하고 우오수가 하천으로 신속히 방류될 수 있도록 상기 걸림부가 전도되도록 하고 있으나, 상기 기술의 경우 수면 아래의 걸림부에 협잡물의 축적으로 부하가 증가되면서, 3Q 이하에서도 걸림부가 전도되는 현상이 나타나 스크린장치의 작동 신뢰도가 저하되는 문제가 있다.

KR 10-2010-0107349 A 2010.10.05. KR 10-1218770 B1 2012.12.28.

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 하수관로에 3Q 이상의 우오수가 유입되는 경우 자동으로 전도됨으로써, 걸림봉에 축적된 협잡물이 우오수의 흐름에 방해되지 않도록 하는 무동력 스크린장치를 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 스크린장치의 하부에 토사의 침적이 발생되는 것을 방지하고, 3Q 이상에서 정확히 전도될 수 있는 무동력 스크린장치를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무동력 스크린장치는 상호 둔각을 이루며 결합하는 스크린고정판과 우오수유도판으로 이루어지되, 상기 우오수유도판이 상기 바닥면에 대해 예각을 이루며 유수방향으로 경사지도록 상기 스크린고정판이 상기 바닥면에 고정되는 고정부; 상기 우오수유도판의 배면 양단에 구비되는 스크린지지편, 상기 우오수유도판의 배면에 회전가능하게 구비되는 회전샤프트, 및 한 세트로 구성되며, 각각의 일단은 상기 회전샤프트의 단부에 고정되고 타단은 상기 스크린지지편에 고정되는 전도용토션바로 이루어지는 회전부; 및 일단이 상기 회전샤프트에 고정된 상태에서, 상기 회전샤프트의 길이방향을 따라 다수 개가 연속하여 형성되는 걸림봉을 포함하는 여과부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 무동력 스크린장치의 우오수유도판에는 배면 공간에 대한 토사의 침적을 방지하기 위한 침적방지홀이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 무동력 스크린장치의 회전부에는 회전샤프트에 끼움 고정되며 양단이 우오수유도판 배면에 지지되는 토션스프링이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 3Q 이상의 우오수 유입시 걸림봉이 전도되도록 함으로써 스크린장치의 유수 방해에 의한 우오수의 범람이 방지되며, 우오수유도판에 의해 수면 위 걸림봉에 협잡물이 축적됨으로써 협잡물 제거가 용이하고 이에 따라 스크린장치의 작동 신뢰도가 향상되게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 침적방지홀이 구비됨으로써 스크린장치의 하부에 토사가 침적되는 것이 방지되며, 토션스프링의 가감으로 걸림봉 전도의 정확도를 용이하게 유지할 수 있어 스크린장치의 유지관리비용이 절감될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 배면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 무동력 스크린장치에서 회전부의 결합 상태를 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 정면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 배면 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크린장치는 크게 고정부(10), 회전부(20) 및 여과부(30)로 구성된다.

상기 고정부(10)는 상기 회전부(20)와 여과부(30)가 하수관로의 바닥면에 고정배치되도록 하며, 이를 위해 하수관로의 폭 양측에 걸쳐 구비되는 스크린고정판(11) 및 우오수유도판(15)으로 이루어지며, 상기 우오수유도판(15)이 바닥면에 대해 예각을 이루며 유수방향으로 전도되도록 상기 우오수유도판(15)과 스크린고정판(11)은 상호 둔각을 이루며 결합된다.

상기 고정부(10)는 우천시 스크린장치에 가해지는 부하에 변형 또는 파손되지 않는 강도를 구비하여야 하며, 특히 수중 구조물로서 부식에 대비한 방청처리가 이루어지며 스테인레스 등의 내식성이 우수한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 측면도이다. 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 스크린고정판(11)은 하수관로의 바닥면에 고정되며, 이를 위해 상기 스크린고정판(11)의 길이방향으로 다수의 체결홀(미도시)이 형성되고, 상기 스크린고정판(11)이 하수관로의 바닥면에 배치되도록 한 후 체결홀에 앙카볼트(12)가 체결되도록 하여 스크린장치가 고정되도록 한다.

상기 우오수유도판(15)의 상면은 우오수가 경사진 상면을 따라 상승하도록 하며, 배면은 후술할 회전부(20)의 스크린지지편(21)이 길이방향을 따라 복수 개 형성되도록 한다.

우오수가 상기 우오수유도판(15)의 상면을 따라 상승함으로써, 수중에 부유하는 협잡물이 수면위 여과부(30)의 걸림봉(31)에 의해 걸러지게 되고, 상기 협잡물이 후속으로 걸러지는 다른 협잡물에 의해 걸림봉(31)의 상부로 밀려 올라가 점차 축적되게 된다. 수면 아래의 걸림봉(31)에 축적되는 협잡물의 경우 제거하기가 번거로울 수 있으나, 상기 우오수유도판(15)에 의해 걸림봉(31)의 상부에 협잡물이 축적되기 때문에, 작업자가 협잡물을 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 수면 아래의 걸림봉(31)에 축적되는 협잡물은 걸림봉(31)에 작용하는 부하를 가중시켜 3Q 이하에서도 걸림봉(31)이 기울어지게 할 수 있으나, 상기 우오수유도판(15)에 의해 걸림봉(31) 하부의 협잡물 축적이 방지되므로 스크린장치의 작동 신뢰도가 향상될 수 있다.

상기 우오수유도판(15)의 높이(h)가 높을수록 걸림봉(31)의 상부에 협잡물 축적이 용이하게 되나, 높이(h)가 과도하면 걸림봉(31) 주변에 난류가 발생하면서 상기 걸림봉(31) 사이로 협잡물의 유실이 발생할 수 있으므로, 상기 우오수유도판의 높이(h)는 평수위(H)에 대해 0.5 ~ 1 배의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 우오수유도판(15)의 설치각(θ)은 후술할 걸림봉(31)의 설치각(α)과 일치되도록 함으로써 우오수유도판(15)의 하부에서 걸림봉(31)으로 상승되는 우오수의 흐름이 원활하게 유지될 수 있도록 한다.

본 발명에 의하면 상기 우오수유도판(15)의 배면에 회전부(20)가 배치됨으로써, 길이가 긴 협잡물 등에 의해 걸림봉(31)의 회동이 방해되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 배면 공간에 와류가 형성되면서 토사의 침적이 이루어질 수 있는데, 침적된 토사가 걸림봉(31)의 전도를 방해할 수 있는 바, 이를 방지하기 위해 상기 우오수유도판(15)에는 다수의 침적방지홀(16)이 더 구비될 수 있다. 즉, 상기 침적방지홀(16)을 통해 우오수가 지속적으로 상기 우오수유도판(15)의 배면 공간으로 통과됨으로써, 토사의 침적이 방지될 수 있다. 또한 상기 침적방지홀(16)의 구성을 통해 청정시에도 스크린장치의 후방에 잔여 우오수가 쌓이지 않게 되는데, 퇴적된 우오수의 잔류물에 의해 스크린 장치의 작동이 정지되는 것이 방지되어 스크린장치의 유지비용이 절감되게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 무동력 스크린장치에서 회전부의 결합 상태를 도시한 분해 사시도이다. 도 2 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 회전부(20)는 3Q 이하에서 상기 여과부(30)의 걸림봉(31)이 소정의 각도를 유지한 상태에서 협잡물이 여과되도록 하고 3Q 이상의 유량에서 걸림봉(31)이 유수방향으로 기울어지도록 하는 역할을 하며, 이를 위해 상기 회전부(20)는 스크린지지편(21), 회전샤프트(23) 및 전도용토션바(25)로 구성된다.

상기 스크린지지편(21)은 우오수유도판(15)을 지지하는 역할을 하는데, 삼각의 판재로 구성되며, 하수관로의 바닥면에 수직으로 구비된 상태에서 일측이 우오수유도판(15)의 배면에 고정되고 타측이 바닥면에 의해 지지된다. 상기 스크린지지편(21)에 의해 회전샤프트(23)가 지지된 상태에서 우오수의 흐름에 따라 여과부(30)가 전도될 수 있도록 한다. 상기 스크린지지편(21)은 우오수유도판(15)의 길이가 길어짐에 따라 회전샤프트(23)를 안정적으로 지지할 필요가 있을 경우 일정 간격을 두고 다수 형성될 수 있으며, 이때 양쪽 최측면을 제외한 내부에 형성되는 스크린지지편(21)은 회전샤프트(23)의 관통을 위해 홀이 형성될 수 있다.

상기 전도용토션바(25)는 한 쌍이 구비되며, 각각의 일단은 상기 회전샤프트(23)의 단부에 고정되고 타단은 상기 스크린지지편(21)에 고정된다. 회전샤프트(23)에 연속하여 형성된 걸림봉(31)에 3Q에 의한 부하가 작용하는 경우 비틀림에 의해 걸림봉(31)이 하류측으로 전도되도록 하는 역할을 한다.

따라서, 3Q 유입시 전도용토션바(25)에 가해지는 부하를 기준하중으로 하되, 상기 기준하중 이하에서는 탄성변형이 작고, 기준하중 이상에서는 탄성변형이 큰 스프링 특성을 갖는 전도용토션바(25)를 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 3Q에서의 걸림봉(31) 전도의 정확도를 높이기 위해 탄성력의 미세한 보정이 이루어질 수 있도록, 양단이 우오수유도판(15) 배면에 밀착되는 토션스프링(26)이 상기 회전샤프트(23)에 추가적으로 끼움 고정될 수 있다. 즉, 회전샤프트(23)에 토션스프링(26)을 가감하여 걸림봉(31)을 지지하는 탄성력이 조절되도록 함으로써 3Q에서 걸림봉(31)이 정확히 전도될 수 있도록 한다.

상기 전도용토션바(25)가 스크린지지편(21)과 회전샤프트(23)에 끼움 고정됨에 따라 고정부위에 우오수에 의한 미세 고형물의 침적이 최소화되고, 고정부위에 우오수가 침투하여 부식이 발생하더라도 전도용토션바(25)의 비틀림 변형에는 영향을 주지않으므로 결과적으로 스크린 장치의 작동신뢰도와 내구성이 동시에 향상될 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 무동력 스크린장치를 도시한 정면도이다. 도 2 내지 도 5를 참조하여 여과부(30)를 상술하면, 상기 여과부(30)는 유수를 통과시키되 유수를 따라 유입되는 협잡물은 걸러질 수 있도록, 걸림봉(31)과 매몰방지절곡단(35)으로 이루어진다.

상기 걸림봉(31)은 전술한 바와 같이 회전샤프트(23)에 고정됨으로써 회전가능하게 구비되며, 하부 배면이 전도용토션바(25)에 의해 지지된 상태에서 바닥면에 대해 55 ~ 65°의 설치각(α)을 갖고 유수방향으로 경사지게 된다. 각 걸림봉(31)의 간격(g)은 걸러내고자 하는 협잡물의 크기에 따라 조목 스크린장치의 경우 5cm, 세목 스크린장치의 경우 3cm의 간격을 이루며 회전샤프트(23)의 길이방향을 따라 연속하여 형성된다. 다수의 걸림봉(31)이 회전샤프트(23)의 길이방향으로만 형성되므로 격자망 형태의 종래 스크린장치에 비해, 축적된 협잡물을 갈쿠리 등으로 용이하게 제거할 수 있다.

상기 매몰방지절곡단(35)은 상기 걸림봉(31)의 단부에서 돌출되어 유수방향으로 절곡 형성된다. 장마철과 같이 걸림봉(31)의 기울어짐이 장시간 유지되는 경우, 토사의 침적으로 걸림봉(31)의 상부가 토사에 매몰되어 걸림봉(31)의 복원이 이루어지지 않을 수 있다. 상기 매몰방지절곡단(35)은 여과부(30) 전도시 걸림봉(31)이 하수관로의 바닥면으로부터 일정거리 유지될 수 있도록 함으로써, 걸림봉(31)의 상부가 수중 바닥에 매몰되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: 고정부
11: 스크린고정판 15: 우오수유도판
16: 침적방지홀
20: 회전부
21: 스크린지지편 23: 회전샤프트
25: 전도용토션바 26: 토션스프링
30: 여과부
31: 걸림봉

Claims (3)

1. 하수관로의 바닥면에 설치되는 무동력 스크린장치에 있어서,
   상호 둔각을 이루며 결합하되, 길이방향으로 다수의 체결홀이 형성되고 상기 체결홀에 앙카볼트가 체결된 상태에서 하수관로의 바닥면에 고정되는 스크린고정판(11)과 걸림봉하부에 협잡물 축적이 방지되도록 평수위(H)에 대해 0.5 ~ 1 배의 높이를 갖도록 형성되는 우오수유도판(15)으로 이루어지며, 상기 우오수유도판(15)이 상기 바닥면에 대해 예각을 이루며 유수방향으로 경사지도록 상기 스크린고정판(11)이 상기 바닥면에 고정되는 고정부(10);
   상기 우오수유도판(15)의 배면 양단에 구비되는 스크린지지편(21), 상기 우오수유도판(15)의 배면에 회전가능하게 구비되는 회전샤프트(23) 및 한 쌍으로 구성되며 각각의 일단은 상기 회전샤프트(23)의 단부에 고정되고 타단은 상기 스크린지지편(21)에 고정되는 전도용토션바(25)로 이루어지는 회전부(20); 및
   일단이 상기 회전샤프트(23)에 고정된 상태에서, 상기 회전샤프트(23)의 길이방향을 따라 다수 개가 연속하여 형성되는 걸림봉(31)을 포함하는 여과부(30);
   로 이루어지며,
   상기 우오수유도판(15)에는, 우오수시 배면 공간의 와류형성 방지 및 토사 침적을 방지함과 함께, 청정시 스크린장치 후방에 잔여 우오수가 쌓이지 않도록 하기 위한 다수의 침적방지홀(16)이 더 구비되며,
   상기 회전부(20)는, 협잡물에 의해 걸림봉(31)의 회동이 방해되는 것이 방지될 수 있도록 상기 우오수유도판(15)의 배면에 배치되며,
   상기 회전부(20)에는, 상기 회전샤프트(23)에 끼움 고정되며, 양단이 우오수유도판(15) 배면에 의해 지지된 상태에서 탄성력의 미세 보정이 이루어질 수 있도록 하기 위한 토션스프링(26)이 더 구비되며,
   상기 전도용토션바(25)는, 3Q 유입시 가해지는 부하를 기준하중으로 하여 탄성변형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 스크린장치.
   
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