KR101400915B1

KR101400915B1 - 우수처리장치

Info

Publication number: KR101400915B1
Application number: KR1020130103799A
Authority: KR
Inventors: 윤복룡; 김준남
Original assignee: 연수산업 주식회사; 주식회사 비에스엘
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-05-29

Abstract

본 발명은 중공관; 상기 중공관을 따라 승하강하는 자성판; 및 상기 중공관 내부에 배치되며, 상기 자성판의 승하강 위치를 센싱하는 복수 개의 센서가 장착된 기판;을 포함하는 우수처리장치를 개시한다.

Description

우수처리장치{Apparatus for treatment of rainwater including the same}

본 발명은 우수(빗물)에 포함된 슬러지 양을 센싱할 수 있는 우수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 우수(rain water)는 대기 중의 오염물질과 상업, 공업, 주택단지 및 도로면의 오물, 먼지, 오일 또는 그리스(Grease), 타이어분진, 중금속, 흙, 모래, 등의 퇴적물을 포함한 상태로 하천 등으로 유입되며, 이러한 오염물질로 인하여 하천 등의 수질이 오염되고 있다.

따라서, 초기우수로부터 오염물을 분리하여 정화 처리하기 위한 초기우수 처리장치가 많이 개발되어 있다.

그러나, 일반적인 우수처리장치는 분리된 고형물 또는 슬러지의 양을 실시간으로 체크할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 종래에는 우기시 수시로 인력이 투입되어 침전봉으로 고형분의 양을 확인하고 있는 실정이다. 그러나, 이러한 방식은 관측자의 부주의 또는 관리소홀로 과다 고형분이 침적되어 우수처리 장치가 기능을 하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 우수처리장치에 퇴적된 슬러지의 양을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 우수처리장치를 제공한다.

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본 발명의 일 실시예에 따른 우수처리장치는, 슬러지가 포함된 우수가 유입되는 유입구와, 우수가 배출되는 배출구와, 상기 유입구와 배출구에 연결된 저장공간과, 상기 유입구를 통해 유입된 우수를 상기 저장공간으로 이송하는 제1파이프와, 상기 저장공간에 수용된 우수를 상기 배출구로 이송하는 제2파이프, 및 상기 제2파이프에 배치되는 메쉬망을 포함하는 수조; 및 상기 저장공간에 배치되는 중공관과, 상기 중공관을 따라 승하강하는 자성판, 상기 자성판의 승하강 위치를 센싱하는 복수 개의 센서가 장착된 기판, 및 상기 자성판의 최대 하강 위치를 결정하는 스토퍼를 포함하는 센싱모듈을 포함하고, 상기 자성판은 승강방향으로 볼록한 곡면을 갖고 중앙에는 상기 중공관이 삽입되는 개구부가 형성된 비중조절부재와, 상기 비중조절부재와 함께 승하강하고 외면에는 2 내지 10㎛ 두께의 니켈층이 형성된 센싱마그네트를 포함하고, 상기 자성판의 개구부와 상기 중공관 사이에는 상기 슬러지가 통과하는 틈이 형성되고, 상기 개구부의 측벽에는 내측으로 돌출된 복수 개의 가이드 돌기가 형성되고, 상기 중공관은 상기 가이드 돌기가 수용되는 가이드 홈이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 스토퍼는 상기 자성판과 서로 척력을 갖는 자성체로 형성되고, 상기 자성판의 비중은 1.90보다 크고 4.0보다 작게 형성된다.

본 발명에 따르면, 우수처리장치에 퇴적된 슬러지의 양을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우수처리장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈의 개념도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성판과 중공관의 결합관계를 보여주는 개념도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성판의 단면도이고,
도 5는 수조에 유입된 슬러지 양에 따라 센싱모듈이 작동하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈의 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우수처리장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 우수처리장치는 우수가 유입되어 배출되는 수조(200)와, 수조(200) 내에 배치된 센싱모듈(100)을 포함한다.

수조(200)는 우수(rain water)가 유입되는 유입구(210)와, 우수가 배출되는 배출구(230), 및 유입구(210)와 배출구(230)에 연결되어 우수에 포함된 슬러지가 저장되는 슬러지 수용 공간(240)을 포함한다.

유입구(210)를 통해 유입된 우수는 연결판(220)을 통해 슬러지 수용공간(240)으로 이송되고, 일정량이 유입되면 다시 연결판(220)을 통해 배출구(230)로 배출된다.

연결판(220)은 수용공간(240)에 우수를 토출하는 제1파이프(221)와 수용공간(240)의 우수를 배출구(230)로 토출하는 제2파이프(222)를 포함한다. 제2파이프(222)에는 메쉬망(도시되지 않음)이 배치되어 부유물이 배출구(230)로 토출되는 것을 방지한다.

수조(200)의 크기는 유입되는 우수의 양에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 우수가 유입되어 슬러지가 저장되는 공간이 마련되는 일반적인 우수 처리용 수조가 모두 적용될 수 있다.

일반적으로 우수는 슬러지를 포함(W+S)하여 수조(200)에 유입된다. 이러한 슬러지(S)는 슬러지 수용공간(240)에 침전되고 순수한 우수(W)만이 배출구(230)를 통해 배출된다.

배출된 우수는 별도의 저장탱크에 수용된 후, 처리 공정을 통해 재활용될 수 있다. 수조(200)에 저장된 슬러지는 일정량이 쌓이면 별도의 작업을 통해 외부로 배출된다.

센싱모듈(100)은 수조(200)에 퇴적된 슬러지의 양을 검출한다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈(100)은 수조(200) 내부에 배치되는 중공관(110)과 중공관(110)의 외부에 배치되어 상기 중공관(110)을 따라 승하강하는 자성판(120), 및 자성판(120)의 승하강 위치를 센싱하는 복수 개의 센서(131)가 장착된 기판(130)을 포함한다.

중공관(110)은 기판(130)이 삽입될 수 있도록 내부에 수용공간이 마련된다. 중공관(110)은 슬러지가 퇴적되는 수조(200)에 배치되므로 부식에 강한 재질이 선택되는 것이 바람직하며, 자성판(120)의 승하강을 용이하게 가이드 할 수 있도록 비자성재질이 선택되는 것이 바람직하다. 구체적으로 중공관(110)은 PC, PMMA와 같은 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.

중공관(110)의 하부는 수조(200)의 바닥면(201)에 고정되고 상부는 수조(200)의 상단에 고정된다. 구체적으로 중공관(110)의 하부에 배치된 하부 플레이트(140)가 수조(200)의 바닥면(201)에 나사 결합되어 고정되고, 상부 플레이트(150)가 수조(200)의 상단에 고정될 수 있다.

자성판(120)은 중앙에 형성된 개구부에 중공관(110)이 끼워짐으로써 중공관(110)에 가이드되어 승하강된다. 구체적으로 자성판(120)은 링 형상의 페라이트 자석으로 구현될 수 있다.

자성판(120)은 수조(200)에 퇴적되는 슬러지의 양에 따라 승하강된다. 구체적으로 수조(200)에 퇴적되는 슬러지 양이 많아질수록 승강하게 된다. 그러나, 수조(200)에는 슬러지 이외에 우수가 같이 유입되므로 우수에 의해서는 승강되지 않도록 비중(specific gravity)이 조절될 필요가 있다.

자성판(120)의 비중이 너무 작은 경우, 우수의 유입에 의해 자성판(120)이 승강하게 되어 외부에서 슬러지의 양을 정확하게 측정할 수 없는 문제가 있다. 또한, 자성판(120)의 비중이 너무 큰 경우에는 슬러지가 퇴적되어도 자성판(120)이 승강하지 않아 슬러지의 양을 정확하게 측정할 수 없는 문제가 있다.

하기 표 1은 서울 인근의 5개의 아파트 단지에 우수를 측정한 결과이다. 우수(빗물)은 순수한 우수만을 의미하며, 혼탁액은 우수에 약간의 슬러지가 혼합된 상태를 의미하며, 퇴적 슬러지는 바닥에 침강된 슬러지를 의미한다.

	제1지역	제2지역	제3지역	제4지역	제5지역
우수(빗물)	1.05	1.04	1.08	1.07	1.12
혼탁액	1.90	1.88	1.89	1.93	1.99
퇴적 슬러지	2.33	2.29	2.25	2.21	2.47

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 순수한 우수는 비중이 1에 가까움을 알 수 있는 반면, 퇴적 슬러지는 비중이 2.2 이상임을 알 수 있다. 혼탁액은 비중이 약 1.8에서 2.0임을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈(100)은 퇴적된 슬러지의 양을 측정하기 위한 것이므로 자성판(120)은 우수(빗물)의 비중보다 크고 퇴적 슬러지의 비중보다는 작은 것이 바람직하다.

따라서, 자성판(120)의 비중은 표준 오차를 고려하여 1.50 내지 4.0으로 설정될 수 있으며, 더 바람직하게는 현탁액과 퇴적 슬러지의 범위인 1.90 내지 2.50으로 설정될 수 있다.

자성판(120)의 비중이 1.90 이상인 경우에는 외부 환경(우수의 유입량)에 의해 자성판(120)이 일시적으로 상승하여도 시간이 경과하면 다시 가라앉게 되므로 정확한 퇴적 슬러지의 양을 센싱할 수 있다.

중공관(110)의 외벽에는 자성판(120)의 최대 하강 거리를 결정하는 스토퍼(160)가 마련된다. 이때, 스토퍼(160)는 자성체로 제작되고 자성판(120)과 극성이 다르게 제작되어 서로 척력을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의해 자성판(120)은 최대로 하강된 상태에서도 스토퍼(160)의 상단에 떠 있는 상태로 배치되므로, 슬러지가 퇴적되면 쉽게 승강할 수 있다.

기판(130)은 중공관(110)에 삽입 배치된다. 기판(130)은 회로 패턴이 형성되며, 길이방향으로 복수 개의 센서(131)가 배치된다. 복수 개의 센서(131)는 승강하는 자성판(120)의 위치를 검출한다. 센서(131)의 종류는 자성체를 센싱할 수 있는 자성센서이면 특별히 제한되지 않는다.

자성판(120)이 승하강한 위치에 배치된 센서(131)는 센싱 신호를 출력하고, 출력된 신호는 유선 또는 무선으로 전송된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성판과 중공관의 결합관계를 보여주는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성판의 단면도이다.

도 3과 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자성판(120)은 비중조절부재(121)와, 비중조절부재(121)에 부착되어 승하강하는 센싱마그네트(122)를 포함하고, 상기 자성판(120)의 중앙에는 상기 중공관(110)이 삽입되는 개구부(123)가 형성된다.

자성판(120)의 개구부(123) 직경은 중공관(110)의 직경보다 크게 형성된다. 또한, 개구부(123)의 측벽에는 내측으로 돌출된 복수 개의 가이드 돌기(121a)가 형성되고, 중공관(120)의 외면에는 가이드 돌기(121a)가 수용되는 가이드 홈(111)이 길이방향을 따라 형성된다.

따라서, 자성판(120)과 중공관(110) 사이에는 틈(gap)이 형성되므로, 자성판(120)과 중공관(110) 사이에 슬러지가 끼여 자성판(120)의 승하강 기능이 저하되는 문제가 해소된다.

센싱마그네트(122)는 크기나 종류에 따라 비중이 퇴적 슬러지보다 높을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 비중조절부재(121)를 이용하여 자성판(120)의 비중을 조절할 수 있다.

예를 들면, 자성판(120)의 비중을 1.90으로 설계하는 경우 센싱마그네트(122)의 비중이 1.90보다 크더라도 비중조절부재(121)의 부피 등을 조절하여 비중을 1.90으로 설계할 수 있다. 이러한 비중조절부재(121)는 내부에 빈 공간이 마련된 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.

센싱마그네트(122)는 비중조절부재(121)의 하부면에 부착되고, 비중조절부재(121)의 상부면은 승강방향으로 볼록한 곡면(121b)을 갖는다.

이러한 구조에 의하여 상측 유입구(210)에서 우수가 유입되어도 자성판(120)의 승강면에는 슬러지가 쌓이지 않게 되어 자성판(120)의 승하강 성능이 개선된다.

또한, 센싱마그네트(122) 및/또는 비중조절부재(121)의 외면에는 2 내지 10㎛ 두께의 니켈층(도시되지 않음)이 형성되어 부식을 방지하며 표면 장력을 최대한 낮출 수 있다.

그러나, 자성판(120)의 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 비중조절부재(121)의 내부에 센싱마그네트(122)가 부착될 수도 있다.

도 5는 수조에 유입된 슬러지 양에 따라 센싱모듈이 작동하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 우수가 수용공간에 체류하게 되면 슬러지는 비중에 의해 침전된다. 따라서, 도 5의 (a)와 같이 슬러지(S)의 퇴적높이가 스토퍼(160)의 위치보다 높아지면 자성판(120)은 상승하게 된다.

이후, 도 5의 (b)와 같이 슬러지(S)의 퇴적량이 많아짐에 따라 자성판(120)은 더욱 상승하게 된다. 이때, 자성판(120)은 우수(W)에 침전된 상태이나 우수(W) 보다 비중이 높아 부유되지 않으므로 정확하게 슬러지량을 센싱할 수 있다.

도 6을 참조하면, 복수 개의 센서(131)는 자성판(120)이 상승한 위치를 센싱하여 제어부(300)에 송신한다. 복수의 센서(131a, 131 내지 131n)는 길이방향으로 배열되어 있으므로 자성판이 승강한 위치에 해당하는 센서는 신호를 출력하고, 제어부(300)는 이를 수신하여 자성판의 높이를 산출할 수 있다.

제어부(300)는 자성판(120)의 높이를 실시간으로 산출하여 디스플레이부(400)에 출력하므로 관리자는 원격으로 우수처리장치에 퇴적된 슬러지의 양을 확인할 수 있다.

또한, 제어부(400)는 산출된 슬러지량이 미리 정해진 범위를 초과하는 경우 디스플레이부(400)에 경보 신호를 출력할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 센싱모듈
110: 중공관
120: 자성판
130: 기판
131: 센서
200: 수조

Claims

유입된 슬러지의 양을 측정하는 우수처리장치에 있어서,
슬러지가 포함된 우수가 유입되는 유입구와, 우수가 배출되는 배출구와, 상기 유입구와 배출구에 연결된 저장공간과, 상기 유입구를 통해 유입된 우수를 상기 저장공간으로 이송하는 제1파이프와, 상기 저장공간에 수용된 우수를 상기 배출구로 이송하는 제2파이프, 및 상기 제2파이프에 배치되는 메쉬망을 포함하는 수조; 및
상기 저장공간에 배치되는 중공관과, 상기 중공관을 따라 승하강하는 자성판, 상기 자성판의 승하강 위치를 센싱하는 복수 개의 센서가 장착된 기판, 및 상기 자성판의 최대 하강 위치를 결정하는 스토퍼를 포함하는 센싱모듈을 포함하고,
상기 자성판은 승강방향으로 볼록한 곡면을 갖고 중앙에는 상기 중공관이 삽입되는 개구부가 형성된 비중조절부재와, 상기 비중조절부재와 함께 승하강하고 외면에는 2 내지 10㎛ 두께의 니켈층이 형성된 센싱마그네트를 포함하고,
상기 자성판의 개구부와 상기 중공관 사이에는 상기 슬러지가 통과하는 틈이 형성되고, 상기 개구부의 측벽에는 내측으로 돌출된 복수 개의 가이드 돌기가 형성되고, 상기 중공관은 상기 가이드 돌기가 수용되는 가이드 홈이 길이방향을 따라 형성되며,
상기 스토퍼는 상기 자성판과 서로 척력을 갖는 자성체로 형성되고, 상기 자성판의 비중은 1.90보다 크고 4.0보다 작은 우수처리장치.
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제1항에 있어서,
상기 센싱모듈의 센서로부터 신호를 받아 상기 수조 내의 슬러지량을 산출하는 제어부를 포함하는 우수처리장치.
제5항에 있어서,
상기 산출된 슬러지량을 표시하고, 상기 산출된 슬러지량이 미리 정해진 범위를 초과하는 경우 경보 신호를 출력하는 디스플레이부를 포함하는 우수처리장치.
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