KR101448346B1 - 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치 - Google Patents

하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치에 관한 것으로, 진공펌프와, 상부가 밀폐된 통 내부 공간을 필터조립체에 의하여 제1챔버와 제2챔버로 나누고, 제1챔버에는 상기 진공펌프에 연결되는 공기배출관을 마련하고, 제2챔버의 상부에는 상기 진공펌프에 의하여 형성된 진공에 의하여 슬러지를 통 내부로 흡입하는 슬러지 유입관을 마련하고, 상기 제2챔버의 하단에는 기밀을 유지하면서 상기 슬러지 유입관을 통해 유입된 슬러지를 하부로 투하시키는 기밀투하부를 마련한 진공흡입통과, 상기 진공흡입통 하부에 연결되어 상기 기밀투하부에서 투하되는 슬러지를 수용하여 외부에 배출하는 배출통을 포함한다.

Description

하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치{APPARATUS FOR DISCHARGING SEWAGE SLUDGE}
본 발명은 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 하수관 바닥에 고인 슬러지를 진공에 의하여 흡입한 후 외부로 배출할 수 있는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치에 관한 것이다.
하수관로의 바닥에는 하수 찌꺼기, 쓰레기, 오물, 진흙, 토사 등 하수관로에 유입된 고형 물질(이하, 이들을 총칭하여 "하수 슬러지"라고 한다)이 쌓인다. 이들 하수 슬러지를 장시간 방치할 경우, 하수관로를 막아 하수가 제대로 배출되지 못하고 도로 등으로 역류하게 된다. 따라서, 하수 슬러지는 다양한 방법을 사용하여 주기적으로 제거하고 있다.
종래 하수 슬러지를 제거하는 가장 전형적인 방법은 바닥을 긁을 수 있는 스크랩퍼를 맨홀에 투입하여 하수관로 바닥에 쌓인 슬러지를 긁어 모은 후 맨홀 외부로 배출하는 방법이었다. 그러나, 이러한 하수 슬러지 배출 방법은 작업이 너무 어렵고, 비효율적이다.
근래 이러한 하수 슬러지 배출 방법을 개선하기 위하여, 다양한 장치가 개발되고 있다.
그 중 한 부류는 하수관로 내부에 투입하여 하수 슬러지를 수집 배출할 수 있는 다양한 구조의 로봇들이다. 이들 로봇이 한국 등록실용신안공보 제20-0229404호, 한국 등록특허공보 제10-0680129호, 제10-0565159호, 한국공개특허공보 제10-2009-0027495호 등에 개시되어 있다. 그러나, 하수가 흐르는 하수관로 내부는 로봇이 투입되어 제대로 동작할 수 있는 환경이 아닐 뿐만 아니라, 로봇을 외부에서 제어하기 어렵기 때문에 로봇을 이용하는 슬러지 제거 방법은 실용적인 개선 방법이 되지 못하고 있다.
다른 부류는 하수관로 자체의 구조를 개선하고, 이렇게 개선된 하수관로 외부에서 슬러지 제거 작업을 할 수 있는 장치들이다. 이들 하수관로 및 장치들이 한국 등록특허공보 제10-0808273호, 한국 등록특허공보 제10-0971445호 등에 개시되어 있다.
한국 등록특허공보 제10-0808273호는 하수도 상부에 한 쌍의 하수도 상판을 마련하여 준설구의 투입 및 이동이 가능한 이동로를 형성하고, 이 이동로에 준설구를 투입하여 하수관로 바닥변에 적체된 토적물을 일측으로 밀어 준설할 수 있는 하수도를 개시하고 있다. 그러나, 한국 등록특허공보 제10-0808273호는 일측으로 밀어 수집한 슬러지를 하수관로 외부로 배출하는 수단을 개시하고 있지 않다.
한국 등록특허공보 제10-0971445호는 하수가 유입 및 유출되도록 양측면이 개방형성되며 하수가 이동하는 유동로를 갖는 박스본체와, 이 박스본체의 유동방향을 따라 바닥면에 일정높이 돌출되도록 구비되며 유동로를 통한 하수의 유동시 하수에 포함된 슬러지의 유동을 차단하는 슬러지걸림턱을 포함하는 하수박스를 개시하고 있다. 슬러지걸림턱에 퇴적된 슬러지는 슬러지준설장비의 슬러지흡입관에 의하여 흡입하여 준설한다. 그러나, 한국 등록특허공보 제10-0971445호는 슬러지준설장비의 내부 구조를 개시하지 않고, 외관만을 개시하고 있지만, 이러한 외관의 슬러지준설장비에 의하여는 슬러지의 흡입과 배출을 따라 분리해서 수행해야 하는 단점이 있다. 즉, 슬러지준설장비에 의하여 슬러지를 장비내로 일정량 흡입한 후 슬러지준설장비를 이동하여 흡입한 슬러지를 배출한 후 되돌아와 다시 슬러지를 흡입하여야 하는 단점이 있는 것이다. 따라서, 이러한 슬러준설장비에 의하여 슬러지를 흡입 배출할 경우, 슬러지 흡입 배출 작업에 지나치게 많은 시간이 소요된다.
본 발명은 상술한 종래 하수관로 슬러지 준설 방법 및 장치들의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하수관로 외부에서 하수관로 바닥의 슬러지 준설 작업을 중단없이 연속적으로 수행할 수 있는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 과제는 진공펌프와, 상부가 밀폐된 통 내부 공간을 필터조립체에 의하여 제1챔버와 제2챔버로 나누고, 제1챔버에는 상기 진공펌프에 연결되는 공기배출관을 마련하고, 제2챔버의 상부에는 상기 진공펌프에 의하여 형성된 진공에 의하여 슬러지를 통 내부로 흡입하는 슬러지 유입관을 마련하고, 상기 제2챔버의 하단에는 기밀을 유지하면서 상기 슬러지 유입관을 통해 유입된 슬러지를 하부로 투하시키는 기밀투하부를 마련한 진공흡입통과, 상기 진공흡입통 하부에 연결되어 상기 기밀투하부에서 투하되는 슬러지를 수용하여 외부에 배출하는 배출통을 포함하는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치에 의하여 해결된다.
상기 기밀투하부는 수평방향으로 배치되고 슬러지가 통과할 수 있는 개구(開口)가 상하부에 형성된 원통형의 게이트 프레임과, 상기 게이트 프레임 내부에 마련되고 다수의 날개가 마련되어 이 가운데 적어도 2개의 날개가 항상 개구를 차단하도록 게이트 프레임 내벽과 밀착되어 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러를 구동모터에 연결하여 일정한 속도로 회전시키는 엠펠러 축을 포함하여 구성할 수 있다.
상기 제2챔버는 하부로 갈수록 좁하지는 호퍼 형상으로 형성하고, 그 하부에 상기 기밀투하부를 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 기밀투하부에 의하여 제1챔버 및 제2챔버의 진공상태를 계속 유지하면서 슬러지를 배출통으로 투하할 수 있으므로, 하수관로 외부에서 하수관로 바닥의 슬러지 준설 작업을 중단없이 연속적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연속흡입배출유닛에 대한 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연속흡입배출유닛을 4절 아암 기구에 의하여 차량에 탑재하고, 진공펌프와 부속 장치를 차량에 함께 탑재한 상태를 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 2에서 4절 아암 기구를 신장하여 연속흡입배출유닛을 부양한 상태를 보여주는 정면도이다.
도 5는 도 4의 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치의 사용 상태도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.
우선 도 6을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치는 차량에 탑재하여, 연속적으로 하수 슬러지를 하수관로 바닥으로부터 지상의 차량에 탑재된 연속흡입배출유닛(1)에 흡입한 수 덤프트럭(143) 등 하수 슬러지 이송 차량에 배출함으로써, 하수 슬러지(141) 제거 작업을 매우 신속하게 수행하기 위하여 사용된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연속흡입배출유닛(1)은 진공펌프(117)에 의하여 그 내부가 진공상태로 되며, 진공상태의 흡입력에 의하여 하수 슬러지(141)를 흡입한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연속흡입배출유닛(1)은 진공흡입통(7)과 진공흡입통(7) 하부에 부착된 배출통(45)으로 구성된다.
상기 진공흡입통(7)은 전체적으로 상부가 밀폐된 통 형상을 갖는다. 진공흡입통(7) 내부 공간을 필터조립체(15, 17, 19)에 의하여 필터조립체 상부의 제1챔버(41)와 필터조립체 하부의 제2챔버(43)로 나누고, 제1챔버(41)에는 상기 진공펌프(117)에 연결되는 공기배출관(29)을 마련한다. 또한, 상기 제2챔버(43)의 상부 일측에는 상기 진공펌프(117)에 의하여 형성된 진공에 의하여 슬러지를 통 내부로 흡입하는 슬러지 유입관(5)을 마련한다. 상기 필터조립체는 진공흡입통(7) 내부에 유입된 하수 슬러지가 진공펌프(117)로 유입되는 것을 차단하기 위하여 필요하다. 하수 슬러지가 진공펌프(117)에 유입될 경우 진공펌프(117)는 손상되어 동작하지 못하기 때문이다. 상기 필터조립체는 철망형상의 제1필터(15)와, 원통형상의 세디먼트 필터인 제2필터(17)와, 원통형상의 헤파 필터인 제3필터(19)로 구성할 수 있다. 제3필터 하면 및 그 내부 중공(21)은 필터하부커버(25)에 의하여 밀폐되고, 제1필터(15)는 제2필터(17) 하면에 부착되며, 제2필터(17) 및 제3필터(19) 상면에는 필터상부커버(23)가 부착된다. 따라서, 슬러지유입관(5)을 통해 제2챔버(43) 내로 유입된 공기는 제1필터(15), 제2필터(17), 제3필터(19) 및 중공(21)을 순차적으로 통과하여 제1챔버(41) 및 공기배출관(29)을 통해 진공펌프로 흡입된다. 상기 필터조립체 하부에는 제2챔버에 유입된 비교적 큰 고형물이 필터조립체를 오염시키는 것을 방지하기 위하여 다공판(27)을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 특징은 상기 제2챔버(43)의 하단에, 상기 진공펌프(117)에 의한 하수 슬러지의 진공흡입시 기밀을 유지하면서 상기 슬러지 유입관을 통해 유입된 하수 슬러지를 하부로 투하시키는 기밀투하부를 마련한 데 있다. 이렇게 함으로써, 하수 슬러지의 진공 흡입과 배출을 동시에 진행할 수 있으므로, 하수 슬러지 제거작업을 중단없이 연속적으로 할 수 있게 된다.
상기 기밀투하부는, 여러가지 구조로 형성할 수 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 배치되고 하수 슬러지가 통과할 수 있는 개구(開口)가 상하부에 형성된 원통형의 게이트 프레임(13)과, 상기 게이트 프레임(13) 내부에 마련되고 다수의 날개가 마련되어 이 가운데 적어도 2개의 날개가 항상 개구를 차단하도록 게이트 프레임 내벽과 밀착되어 회전하는 임펠러(33)와, 상기 임펠러(33)를 구동모터(도면에 미표시)에 연결하여 일정한 속도로 회전시키는 엠펠러 축(31)을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 게이트 프레임 내벽에는 기밀성을 좋게 하기 위하여 고무패드 등의 기밀부재(35)를 더 마련할 수 있다.
상기 기밀투하부에서 배출된 하수 슬러지는 직접 덤프트럭 등에 배출할 수 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 진공흡입통(7) 하부에 배출통(45)을 별도로 마련하여 배출을 조절할 수 있다. 배출통(45)은 진공흡입통(7) 하부에 연결되어 상기 기밀투하부에서 투하되는 슬러지를 수용하여 외부에 배출하는 기능을 한다. 이를 위하여 상기 진공흡입통(7)의 하부 또는 제2챔버(43)는 하부로 갈수록 좁하지는 호퍼 형상으로 형성하고, 그 하부에 상기 기밀투하부를 형성하고, 배출통(45)은 상기 기밀투하부를 완전히 감쌀 수 있는 용적으로 형성한다. 또한, 배출통(45) 하단에는 하수 슬러지를 배출하기 위한 토출관(37)과 토출관 마개(39)를 마련한다.
이렇게 형성된 연속흡입배출유닛(1)은 1쌍의 4절 아암에 지지되어 차량(100)의 후방에 탑재된다. 1쌍의 4절 아암은 지지프레임(129)과, 지지프레임(129)에 힌지(127) 결합한 제1아암(131a) 및 제2아암(131b)과, 상기 제1아암(131a) 및 제2아암(131b)과 힌지(127) 결합한 제3아암(131c)으로 구성되고, 이들 지지프레임(129), 제1아암(131a), 제2아암(131b) 및 제3아암(131c)은 힌지에 결합된 평형사변형을 이룬다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제3아암(131c)에 상기 연속흡입배출유닛(1)의 양측을 힌지 결합하고, 유압실린더(133)를 상기 지지프레임(129) 하부 및 상기 제2아암(131b)의 하부에 결합하여 유압실린더(133)를 신장하면, 상기 연속흡입배출유닛(1)은 차량의 후방 상향으로 부양한 후, 상기 유압실린더(133)를 수축하면, 제위치로 복귀한다. 차량(100)에는 상기 유압실린더(133)의 구동을 위하여 유압모터(125)를 구비한다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 차량(100)에는 상기 연속흡입배출유닛(1)의 공기배출관(29)에 공기호스(123)에 의하여 연결된 진공펌프(117)가 마련된다. 상기 진공펌프(117) 직전에는 헤파필터 또는 카본 필터 가운데서 선택되는 제4필터(119)를 더 마련할 수 있다. 상기 진공펌프(117) 직후에는 진공펌프(117)의 공기를 외부에 배출하는 공기배출관(121)을 더 구비할 수 있다.
상기 차량(100)에는 물을 저장한 물탱크(101)와 상기 물탱크(101)의 물을 가압하여 공급하는 물펌프(105)와 물탱크(101)의 물을 물펌프(105)에 이송하는 물관(103)과, 물펌프(105)에서 가압된 물을 노즐에 이송하는 물호스(107)와, 물호스(107)를 권취할 수 있는 릴(109)과 물호스(107) 선단에 마련된 노즐(111)을 더 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 노즐은 중공의 총알 형상으로 형성하고, 전방으로 물을 분사하는 1개의 전방분사구(112b)와 전방분사구를 개폐하는 캡(112c)과, 후방으로 물을 분사하는 다수개의 후방 분사구(112a)가 마련된다. 물호스(107)의 선단은 상기 후방 분사구(112a)의 중심부에 연결된다.
상기 차량(100)에는 엔진(113)과 엔진(113)의 동력을 상기 진공펌프(117) 및 물펌프(105)에 전달하는 미션(115)이 탑재된다. 상기 엔진(113)으로 디젤엔진을 사용할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일반적인 하수관로에는 맨홀(137)이 형성되어 있고, 맨홀(137)의 직하부에는 슬러지를 집중적으로 포집하기 위한 슬러지 침전공(139)이 형성되어 있다. 본 발명에 따른 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치 및 그 부속장치를 탑재한 차량은 하수관로의 맨홀(137) 근처로 이동하고, 슬러지 유입관(5)에 상기 슬러지 침전공(139)까지 도달할 수 있는 슬러지 호스(135)를 연결하고, 상기 유압실린더(133)를 신장하여 연속흡입배출유닛(1)을 부양한다. 상기 연속흡입배출유닛(1)의 투출관(37) 하부에는 덤프트럭(143)의 적재함이 배치된다.
하수 슬러지를 흡입 배출하기 위해, 우선, 상기 물호스(107)를 인출하여 하구관로의 바닥을 따라 상류 방향으로 밀어 넣은 후 고압의 물을 분사하면서 호스를 릴에 권취하여 감으면, 하수관로 바닥에 침전된 슬러지가 상기 슬러지 침전공(139) 쪽으로 이동하여 쌓인다. 이 상태에서 상기 진공펌프(117)를 구동하면, 하수 슬러지(141)는 슬러지 호스(135)를 따라 연속흡입배출유닛(1)으로 흡입된 후 덤프트럭에 배출된다. 본 발명에 의할 경우, 진공 및 슬러지 배출이 동시에 이루어지므로, 이러한 흡입 배출 작업을 중단없이 진행할 수 있게 된다. 따라서, 매우 빠르게 슬러지 제거 작업을 할 수 있다.
1 : 연속흡입배출유닛 3 : 캡
5 : 슬러지 유입관 7 : 진공흡입통
9 : 원통부 11 : 호퍼부
13 : 게이트프레임 15 : 제1필터
17 : 제2필터 19 : 제3필터
21 : 중공 23 : 필터상부커버
25 : 필터하부커버 27 : 다공판
29 : 공기배출관 31 : 임펠러축
33 : 임펠러 35 : 기밀부재
37 : 토출관 39 : 토출구 마개
41 : 제1챔버 43 : 제2챔버
45 : 배출통 100 : 차량
101 : 물탱크 103 : 물관
105 : 물펌프 107 : 물호스
109 : 릴 111 : 노즐
113 : 엔진 115 : 미션
117 : 진공펌프 119 : 제4필터
121 : 공기배출관 123 : 공기호스
125 : 유압모터 127 : 힌지
129 : 지지프레임 131a ~ 131c : 아암
133 : 유압실린더 135 : 슬러지호스
137 : 맨홀 139 : 슬러지 침전공
141 : 슬러지

Claims (3)

  1. 진공펌프(117)에 의하여 내부에 진공이 형성되는 연속흡입배출유닛(1)을 차량(100)에 탑재하고, 하수 슬러지를 집중적으로 포집하기 위한 슬러지 침전공(139)이 형성된 하수관로 바닥으로부터 하수 슬러지를 흡입한 후 배출하는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치에 있어서,
    상기 연속흡입배출유닛(1)은 전체적으로 상부가 밀폐된 통 형상을 갖는 진공흡입통(7)과 상기 진공흡입통(7) 하부에 부착된 배출통(45)으로 구성하고, 상기 진공흡입통(7) 내부 공간을 진공흡입통(7) 내부에 유입된 하수 슬러지가 상기 진공펌프(117)로 유입되는 것을 차단할 수 있는 필터조립체(15, 17, 19)에 의하여 필터조립체 상부의 제1챔버(41)와 필터조립체 하부의 제2챔버(43)로 나누고, 상기 제1챔버(41)에는 상기 진공펌프(117)에 연결되는 공기배출관(29)을 마련하고, 상기 제2챔버(43)의 상부 일측에는 상기 진공펌프(117)에 의하여 형성된 진공에 의하여 슬러지를 통 내부로 흡입하는 슬러지 유입관(5)을 마련하고, 상기 제2챔버(43)의 하단에, 상기 진공펌프(117)에 의한 하수 슬러지의 진공흡입시 기밀을 유지하면서 상기 슬러지 유입관(5)을 통해 유입된 하수 슬러지를 하부로 투하시키는 기밀투하부를 마련하여 하수 슬러지의 진공 흡입과 배출을 동시에 진행할 수 있게 하고,
    상기 차량(100)에는 물을 저장한 물탱크(101)와 상기 물탱크(101)의 물을 가압하여 공급하는 물펌프(105)와 상기 물탱크(101)의 물을 물펌프(105)에 이송하는 물관(103)과, 물펌프(105)에서 가압된 물을 노즐에 이송하는 물호스(107)와, 물호스(107)를 권취할 수 있는 릴(109)과 상기 물호스(107) 선단에 마련된 노즐(111)을 더 구비하여,
    하수 슬러지를 흡입 배출할 때, 상기 물호스(107)를 인출하여 하구관로의 바닥을 따라 상류 방향으로 밀어 넣은 후 상기 물펌프(105)에 의해 고압의 물을 분사하면서 상기 물호스(107)를 상기 릴(109)에 권취하여 감으면서 하수관로 바닥에 침전된 슬러지가 상기 슬러지 침전공(139) 쪽으로 이동하여 쌓이게 하고, 이 상태에서 상기 진공펌프(117)를 구동하여, 하수 슬러지가 상기 연속흡입배출유닛(1)으로 흡입되게 한 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2챔버(43)는 하부로 갈수록 좁하지는 호퍼 형상으로 형성하고, 그 하부에 상기 기밀투하부를 형성하고, 상기 배출통(45)은 상기 기밀투하부를 완전히 감쌀 수 있는 용적으로 형성한 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연속흡입배출유닛(1)은 1쌍의 4절 아암으로 지지하여 차량(100)의 후방에 탑재하되, 상기 1쌍의 4절 아암은 지지프레임(129)과, 지지프레임(129)에 힌지(127) 결합한 제1아암(131a) 및 제2아암(131b)과, 상기 제1아암(131a) 및 제2아암(131b)과 힌지(127) 결합한 제3아암(131c)으로 구성하여 이들 지지프레임(129), 제1아암(131a), 제2아암(131b) 및 제3아암(131c)이 상기 힌지(127)에 결합된 평형사변형을 이루게 하고, 상기 제3아암(131c)에 상기 연속흡입배출유닛(1)의 양측을 힌지 결합하고, 유압실린더(133)를 상기 지지프레임(129) 하부 및 상기 제2아암(131b)의 하부에 결합하여, 상기 유압실린더(133)를 신장하면, 상기 연속흡입배출유닛(1)은 차량의 후방 상향으로 부양한 후, 상기 유압실린더(133)를 수축하면, 제위치로 복귀하게 한 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 진공 흡입 배출 장치.
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