KR101496828B1 - 배토수 재처리 장치 - Google Patents

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Abstract

지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수 재처리 장치에 있어서, 상기 배토수 재처리 장치는 굴착공으로부터 배출되는 배토수 내에서 토사를 하부에 침전시켜 걸러내는 배토수 수집기(10)와, 원심력에 의해 토사를 걸러내는 원심정수탱크(20)와, 컨베이어(31)에 설치되어 회전되는 스크린필터(32)에 의하여 토사를 걸러내는 스크린필터기(30)와, 상기 스크린필터기(30)에 의해 걸러진 배토수를 최종적으로 저장하는 수조(50)를 포함하는 것으로,
본발명은 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 간단하고 용이하게 재처리할 수 있으며, 재처리 경비가 저렴하므로 경제적이며 또한, 배토수를 재활용 할 수 있으므로 환경오염이 없다는 현저한 효과가 있다.

Description

배토수 재처리 장치{drain water with soil recycling device}
본 발명은 배토수 재처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지반이나 터널 굴착공사 시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 재처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 공사현장에서 지반의 천공 및 굴착에 고압수를 이용하게 되면, 지반의 천공이나 굴착작업 과정에서 토사와 함께 천공수나 굴착수가 공사현장으로부터 유출되어 작업환경을 저하시키고 주변환경을 오염시키게 된다.
이러한 현상을 방지하기 위하여 공사현장의 주변에 웅덩이나 저수조 등을 설치하여 토사가 함유된 천공수나 굴착수를 한데 모아서 저장시킨 다음, 정수처리하거나 트럭 등에 적재하여 별도의 야적장이나 처리시설로 운반시키게 된다.
이러한 굴착공사시 발생하는 슬러지 및 배토수를 처리하는 종래기술로는 등록특허공보 제0880439호(현장타설말뚝 천공기의 슬라임 제거장치 및 방법)에 현장타설말뚝의 시공을 위하여 굴착된 천공구 내부에 설치되고 일측 단부는 천공구의 외부로 연장되어 타설용 콘트리트가 공급되는 콘크리트 타설용 호퍼 또는 청소수가 공급되는 청소수 공급관에 각각 탈부착 가능하게 설치되는 트레미관; 상기 천공구 내부에 트레미관과 일체로 설치되며 일측 단부는 천공구의 외부로 연장되어 청소수와 슬라임이 혼합된 슬러지를 토출시키기 위한 슬러지 배출구를 형성하고 천공구 바닥에 위치하는 다른측 단부는 슬러지 흡입을 위한 수중모터펌프가 연결된 슬라임 처리관; 상기 슬라임 처리관에 연결되며 상기 천공구 바닥의 슬러지를 흡입하여 상기 슬라임 처리관을 통해 외부로 배출시키는 수중모터펌프; 상기 슬라임 처리관에서 토출되는 슬러지를 일시 저장하는 처리조로 구성되며 상기 처리조의 일측면 하부에 청소수 배출구를 형성하여 상기 슬러지로부터 슬라임이 제거된 청소수를 배출하는 거름조; 상기 거름조의 청소수 배출구에 일측 단부가 연결되고 다른측 단부가 상기 트레미관의 상부로 연장되어 상기 트레미관으로 청소수를 공급하는 청소수 공급관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 천공기의 슬라임 제거장치가 기술되어 있다.
또 다른 종래기술로 등록특허공보 제0665868호(고압 천공수의 재사용 기능이 부가된 물햄머를 이용한지반천공 공법)에 원통형상의 케이싱과, 상기 케이싱내에 설치되며, 지반을 천공 굴착하는 굴착비트와, 상기 굴착비트의 상단에 결합되며, 상기 굴착비트에 램의 상하운동에 의한 타격에너지를 가하는 물햄머와, 상기 물햄머)에 연결되며 고압수를 공급하는 롯드로 이루어지는 천공장비가 장착된 시추기와; 상기 롯드에 고압호스에 의해 연결되며 고압으로 물을 압축하여 공급하는 물펌프로 구성되며, 상기 물펌프에 의해 공급된 고압수가 물햄머의 램을 상하운동에 의해서 타격에너지를 발생시켜 이러한 타격에너지에 의해 굴착비트로 지반을 천공하여 천공 중 발생되는 슬라임을 케이싱 내부로 하여 지상으로 배출시켜 슬라임을 처리하는 물햄머를 이용한 지반천공 공법에 있어서, 물탱크에 저장된 물을 고압호스를 이용하여 물펌프로 이송하는 단계; 상기 물펌프에서 고압으로 물을 압착하여 고압호스를 통해 롯드에 공급하고, 상기 롯드에 공급된 고압수를 물햄머에 공급하여 물햄머의 램을 상하운동에 의해서 타격에너지를 발생시켜 이러한 타격에너지에 의해 굴착비트로 지반을 천공하여 천공중 발생되는 슬라임을 케이싱 내부를 따라 지상으로 배출시키는 단계; 상기 지상으로 배출되는 슬라임을 처리하기 위해 시추기 주변을 일정한 간격 및 깊이로 굴착하여 통공이 형성된 다수개의 격벽을 갖는 침전조를 형성하고, 상기 침전조에서 상향 배출된 슬라임을 일정한 크기의 자갈이나 암편을 침전시키고, 물은 월류시켜서 고압호스를 이용하여 여과펌프로 압송하는 단계; 상기 침전조에서 여과펌프로 압송된 슬라임을 상기 여과펌프 내에 내장된 스크린에 의해서 슬라임중 일정한 크기의 슬러지는 거르고, 물은 통과시키며, 미세먼지를 제거시킨 후 고압호스를 이용하여 물탱크로 압송하는 단계; 상기 물탱크로 압송된 물을 일정량 저장하여 미세한 부유물을 재차 침전시킴과 동시에 고압호스를 이용하여 물펌프로 압송하는 단계를 순차적으로 시행하여 지반 천공을 통해 배출된 슬라임을 슬러지는 폐기 처리하고, 천공에 사용된 물은 재사용함을 특징으로 하는 고압 천공수의 재사용 기능이 부가된 물햄머를 이용한 지반천공 공법이 기재되어 있다.
그러나 상기 종래기술들은 모두 지반이나 터널 굴착공사 시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 재처리하는 장치가 복잡하고 사용이 불편하며, 또한 재처리 경비가 고가이므로 비경제적이라는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본발명은 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 간단하고 용이하게 재처리할 수 있으며, 재처리 경비가 저렴하므로 경제적이며 또한, 배토수를 재활용 할 수 있으므로 환경오염이 없는 배토수 재처리 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 배토수 재처리 장치에 관한 것으로, 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수 재처리 장치에 있어서, 상기 배토수 재처리 장치는 굴착공으로부터 배출되는 배토수 내에서 토사를 하부에 침전시켜 걸러내는 배토수 수집기(10)와, 원심력에 의해 토사를 걸러내는 원심정수탱크(20)와, 컨베이어(31)에 설치되어 회전되는 스크린필터(32)에 의하여 토사를 걸러내는 스크린필터기(30)와, 상기 스크린필터기(30)에 의해 걸러진 배토수를 최종적으로 저장하는 수조(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 간단하고 용이하게 재처리할 수 있으며, 재처리 경비가 저렴하므로 경제적이며 또한, 배토수를 재활용 할 수 있으므로 환경오염이 없다는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명 배토수 재처리 장치 개략도
도 2는 본발명 배토수 재처리 장치 사진
도 3은 본발명 배토수 재처리 장치 설치도
도 3은 본발명 배토수 재처리 장치의 배토수 수집기 사시도
도 4는 본발명 배토수 재처리 장치의 배토수 수집기 설치 사진
도 5는 본발명 배토수 재처리 장치의 배토수 수집기 작동 사진
도 6은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 외관 사진
도 7은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 분해 사진
도 8은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 작동 평면도
도 9는 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 작동도
도 10은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 유입파이프 사진
도 11은 본발명 배토수 재처리 장치의 스크린필터기 사진
도 12는 본발명 배토수 재처리 장치의 스크린필터기 배토수 분사파이프 사진
도 13은 본발명 배토수 재처리 장치의 스크린필터기 공기 분사파이프 사진
본발명은 배토수 재처리 장치에 관한 것으로, 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수 재처리 장치에 있어서, 상기 배토수 재처리 장치는 굴착공으로부터 배출되는 배토수 내에서 토사를 하부에 침전시켜 걸러내는 배토수 수집기(10)와, 원심력에 의해 토사를 걸러내는 원심정수탱크(20)와, 컨베이어(31)에 설치되어 회전되는 스크린필터(32)에 의하여 토사를 걸러내는 스크린필터기(30)와, 상기 스크린필터기(30)에 의해 걸러진 배토수를 최종적으로 저장하는 수조(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배토수 수집기(10)는 직사각형의 채널프레임(11)에 폭방향으로 다수 개의 배플판(12)을 지그재그형상으로 설치하여, 배토수 유입구(13)로부터 유입된 배토수가 상기 배플판(12)에 충돌되고, 또한 배플판(12)에 의해 유로가 지그재그로 길어지게 되어, 배토수 내의 토사가 하부로 가라앉는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원심정수탱크(20)는 탱크몸체(21)내부에 원심정수기(22)가 설치되되, 상기 원심정수기는 나선형으로 유로가 형성되는 동시에 높이방향으로는 원뿔 형상을 이루고 있으며, 배토수 유입구(23)가 나선형 유로의 최외각 하부에 형성되고 배토수 유출구(24)가 중심 상부에 형성되어 있으므로, 상기 배토수 수집장치로부터 유입된 배토수가 배토수 유입구(23)로 인입된 후, 원심정수기(22)를 통과할 시, 자중과 원심력에 의해 배토수 내의 토사가 하부 외곽으로 걸러지게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크린필터기(30)는 모터에 의해 순환하는 컨베이어(31)와, 상기 컨베이어(31)상부에 설치되는 스크린필터(32)와, 상기 컨베이어(31)의 상부프레임(33)상부에 설치되어 원심정수탱크(20)를 통과한 배토수를 분사하는 배토수분사파이프(43)와, 상기 컨베이어(31)의 하부프레임(34)중간에 설치되어 공기압축기(44)로부터 발생되는 압축공기를 분사하는 공기분사파이프(45)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 배토수 재처리 장치 개략도, 도 2는 본발명 배토수 재처리 장치 사진, 도 3은 본발명 배토수 재처리 장치 설치도, 도 3은 본발명 배토수 재처리 장치의 배토수 수집기 사시도, 도 4는 본발명 배토수 재처리 장치의 배토수 수집기 설치 사진, 도 5는 본발명 배토수 재처리 장치의 배토수 수집기 작동 사진, 도 6은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 외관 사진, 도 7은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 분해 사진, 도 8은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 작동 평면도, 도 9는 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 작동도, 도 10은 본발명 배토수 재처리 장치의 원심정수 탱크 유입파이프 사진, 도 11은 본발명 배토수 재처리 장치의 스크린필터기 사진, 도 12는 본발명 배토수 재처리 장치의 스크린필터기 배토수 분사파이프 사진, 도 13은 본발명 배토수 재처리 장치의 스크린필터기 공기 분사파이프 사진이다.
본발명은 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수 재처리 장치이다. 상기 배토수 재처리 장치는 전체적으로 굴착공으로부터 배출되는 배토수 내에서 토사를 하부에 침전시켜 걸러내는 배토수 수집기(10)와, 원심력에 의해 토사를 걸러내는 원심정수탱크(20)와, 컨베이어(31)에 설치되어 회전되는 스크린필터(32)에 의하여 토사를 걸러내는 스크린필터기(30)와, 상기 스크린필터기(30)에 의해 걸러진 배토수를 최종적으로 저장하는 수조(50)를 포함한다. 배토수 재처리 장치의 재질은 내식성이 있고 강도가 강한 스텐레스나 합금강과 같은 금속재질을 주로 사용한다.
한편, 상기 배토수 수집기(10)는 직사각형의 채널프레임(11)에 폭방향으로 다수 개의 배플판(12)을 지그재그형상으로 설치한 것이다. 그러므로 배토수 유입구(13)로부터 유입된 배토수가 상기 배플판(12)에 충돌되고, 또한 배플판(12)에 의해 유로가 지그재그로 길어지게 되어, 배토수 내의 토사가 하부로 가라앉는 충분한 시간을 갖게 되는 것이다.
또한, 불균형한 지형에서 배토수가 순방향으로 진행하도록 상기 배토수 수집기(10)와 지면 사이에 메모리폼 또는 소프트 스펀지와 같은 것을 설치하였다.
상기 배토수 수집기(10)의 배토수 유출구(14)에는 원심정수탱크가 연결된다. 상기 원심정수탱크(20)는 원통형의 탱크몸체(21)내부에 원심정수기(22)가 설치되는 것으로, 상기 원심정수기는 평면상으로 보면 나선형으로 유로가 형성되는 동시에, 높이방향으로는 원뿔 형상을 이루고 있다. 그리고 배토수 유입구(23)가 나선형 유로의 최외각 중간 높이에 형성되고 배토수 유출구(24)가 중심 상부에 형성된다. 그러므로 상기 배토수 수집장치로부터 유입된 배토수가 배토수 유입구(23)로 인입된 후, 원심정수기(22)를 통과하게 되면, 배토수의 자중과 나선형 유로에 의해 발생되는 원심력에 의해 배토수 내의 토사가 하부 외곽으로 몰려서 배토수로부터 걸러지게 되는 것이다.
특히 배토수 유입구에는 입구측은 개구되고 끝단부가 막힌 파이프를 용접하여 연결설치하며, 상기 파이프의 끝단부 외주연에는 다수 개의 인입홀이 형성되어 걸름망 역할을 하게 되어, 이물질을 걸러낸다.
한편, 상기 원심정수탱크를 통과한 배토수는 스크린필터기를 거치게 되며, 상기 스크린필터기(30)는 모터에 의해 순환하는 컨베이어(31)와, 상기 컨베이어 (31)상부에 설치되는 스크린필터(32)와, 상기 컨베이어(31)의 상부프레임(33)상부에 설치되어 원심정수탱크(20)를 통과한 배토수를 분사하는 배토수분사파이프(43)와, 상기 컨베이어(31)의 하부프레임(34)중간에 설치되어 공기압축기(44)로부터 발생되는 압축공기를 분사하는 공기분사파이프(45)로 이루어진다. 그러므로 배토수분사파이프로부터 펌프의 압력에 의해 스크린필터위에 강하게 분사되는 배토수는 상기 스크린필터에 의해 토사가 걸러지고 물만이 하부의 사각형 수조로 인입된다. 한편 상기 컨베이어 프레임 중간에 공기분사파이프(45)가 설치되어 있으므로, 컨베이어에 의해 걸러진 토사는 공기의 압력에 의해 하부로 떨어져서 스크린필터의 눈메움 현상을 방지하게 된다.
이때, 배토수 수집기(10)를 통해 1차 걸러진 배토수가 원심정수탱크와 배토수분사파이프(43)를 토해 스크린필터로 분사되는 과정은 관용의 양수기를 사용한다.
특히, 상기 컨베이어는 체인컨베이어를 사용하며, 상기 체인컨베이어는 프레임상에 설치되되, 상기 프레임은 상하부프레임으로 구분되며, 상부프레임이 하부프레임보다 경사가 완만하다. 체인컨베이어를 구동하기 위해 모터가 설치되며, 체인컨베이어는 상부롤러, 두 개의 중간롤러, 하부롤러 상에 무한궤도방식으로 폐곡선을 이루며 설치된다. 그리고 주로 상부롤러가 구동롤러가 되어 모터축이 연결된다. 그리고 상기 상부롤러, 두 개의 중간롤러, 하부롤러는 모두 프레임위에 설치되며, 상부롤러는 상부프레임 상단에 설치되며, 두 개의 중간롤러는 상부프레임과 하부프레임이 연결되는 위치에 설치되고, 하부롤러는 하부프레임 하단부에 설치된다. 배토수분사파이프(43)는 상부프레임에 설치되며, 공기분사파이프는 하부프레임 중간에 주로 설치된다.
스크린필터는 눈의 크기가 가로, 세로 100㎛정도의 크기가 적정하다.
따라서 본발명은 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 간단하고 용이하게 재처리할 수 있으며, 재처리 경비가 저렴하므로 경제적이며 또한, 배토수를 재활용 할 수 있으므로 환경오염이 없다는 현저한 효과가 있다.
10 : 배토수 수집기 20 : 원심정수 탱크
30 : 스크린필터기 50 : 수조
11 : 채널프레임 12 : 배플판
13, 23 : 배토수 유입구 14, 24 : 배토수 유출구
21 : 탱크몸체 22 : 원심정수기
31 : 컨베이어 32 : 스크린필터
33 : 상부프레임 34 : 하부프레임
35 : 상부롤러 36 : 중간롤러
37 : 하부롤러
43 : 배토수 분사파이프 44 : 공기압축기
45 : 공기 분사파이프

Claims (4)

  1. 지반이나 터널 굴착공사시 굴착공으로부터 토사와 함께 배출되는 배토수를 재처리 하는 것으로, 굴착공으로부터 배출되는 배토수 내에서 토사를 하부에 침전시켜 걸러내는 배토수 수집기(10)와, 원심력에 의해 토사를 걸러내는 원심정수탱크(20)와, 컨베이어(31)에 설치되어 회전되는 스크린필터(32)에 의하여 토사를 걸러내는 스크린필터기(30)와, 상기 스크린필터기(30)에 의해 걸러진 배토수를 최종적으로 저장하는 수조(50)를 포함하는 배토수 재처리 장치에 있어서,
    상기 배토수 수집기(10)는 직사각형의 채널프레임(11)에 폭방향으로 다수 개의 배플판(12)을 지그재그형상으로 설치하여, 배토수 유입구(13)로부터 유입된 배토수가 상기 배플판(12)에 충돌되고, 또한 배플판(12)에 의해 유로가 지그재그로 길어지게 되어, 배토수 내의 토사가 하부로 가라앉는 것이며,
    상기 원심정수탱크(20)는 탱크몸체(21)내부에 원심정수기(22)가 설치되되, 상기 원심정수기는 나선형으로 유로가 형성되는 동시에 높이방향으로는 원뿔 형상을 이루고 있으며, 배토수 유입구(23)가 나선형 유로의 최외각 하부에 형성되고 배토수 유출구(24)가 중심 상부에 형성되어 있으므로, 배토수 수집장치로부터 유입된 배토수가 배토수 유입구(23)로 인입된 후, 원심정수기(22)를 통과할 시, 자중과 원심력에 의해 배토수 내의 토사가 하부 외곽으로 걸러지게 되는 것이며,
    상기 스크린필터기(30)는 모터에 의해 순환하는 컨베이어(31)와, 상기 컨베이어(31) 상부에 설치되는 스크린필터(32)와, 상기 컨베이어(31)의 상부프레임(33)상부에 설치되어 원심정수탱크(20)를 통과한 배토수를 분사하는 배토수분사파이프(43)와, 상기 컨베이어(31)의 하부프레임(34)중간에 설치되어 공기압축기(44)로부터 발생되는 압축공기를 분사하는 공기분사파이프(45)로 이루어지는 것이되,
    상기 배토수 유입구(13), (23)에는 입구측은 개구되고 끝단부가 막힌 파이프를 용접하여 연결설치하며, 상기 파이프의 끝단부 외주연에는 다수 개의 인입홀이 형성되어 걸름망 역할을 하게 되어 이물질을 걸러내는 것이며,
    또한, 상기 컨베이어(31)는 체인 컨베이어를 사용하되, 상기 체인 컨베이어는 프레임에 설치되고, 상기 프레임은 상, 하부프레임(33, 34)으로 구분되며, 상부프레임(33)이 하부프레임(34)보다 경사가 완만하고, 체인컨베이어를 구동하기 위해 모터가 설치되며, 체인컨베이어는 상부롤러(35), 두 개의 중간롤러(36), 하부롤러(37) 상에 무한궤도방식으로 폐곡선을 이루며 설치되고, 상부롤러(35)가 구동롤러가 되어 모터축이 연결되며, 상기 상부롤러(35), 두 개의 중간롤러(36), 하부롤러(37)는 모두 프레임 위에 설치되되, 상부롤러(35)는 상부프레임(33) 상단에 설치되며, 두 개의 중간롤러(36)는 상부프레임(33)과 하부프레임(34)이 연결되는 위치에 설치되고, 하부롤러(37)는 하부프레임(34) 하단부에 설치되는 것이며, 상기 배토수분사파이프(43)는 상부프레임(33)에 설치되며, 공기분사파이프(45)는 하부프레임(34) 중간에 설치되는 것을 특징으로 하는 배토수 재처리 장치
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