KR101609737B1 - 모듈식 사이클론 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염토양 또는 퇴적물이 유입되는 유입관이 형성되며 하단부가 직경이 좁아지는 콘형상의 몸체; 상기 몸체로부터 선별된 일정 입경 이상의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체 하부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 하부배출관의 직경이 다른 복수의 하부배출유닛; 상기 몸체로부터 선별된 일정 입경 미만의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체 상부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 상부배출관의 직경이 다른 복수의 상부배출유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 사이클론에 관한 것이다.

Description

모듈식 사이클론{Modularized hydro-cyclone}

본 발명은 다양한 인자에 의해 분급효율이 결정되는 오염토양 또는 퇴적물에 대해 용이하게 상부배출관 및 하부배출관의 직경을 달리하여 분급을 실시할 수 있으므로 용이하게 최적의 분급효율을 기대할 수 있는 모듈식 사이클론에 관한 것이다.

산업발전과 함께 공장 등에서 배출되는 각종 폐수 등에 의한 토양/퇴적물 오염이 심각해지고 있다. 일 예로 해안은 과거부터 축적된 오염물질과 자연생태계에서 발생된 오염물질 등에 의하여 오염이 심화되고 있으며, 이러한 오염물질이 함유된 해양오염퇴적물은 수질오염의 근본적인 원인중 하나가 될 수 있다. 이에 해양오염퇴적물을 수거(준설)하여 수거(준설)된 해양오염퇴적물을 정화하기 위한 다양한 기술이 제시되고 있다. 이러한 기술 중 오염토양 또는 퇴적물을 입자별로 분급토록 하는 사이클론이 제시되고 있다.

사이클론에 대한 선행기술의 예로 대한민국 특허등록 제1207131호에서는 오염토양이 이송되는 유입관, 상기 유입관에 연결되면서 상기 유입관을 통해 유입된 오염토양이 일정 입경을 기준으로 선별되도록 형성된 몸체, 선별된 상기 일정 입경 미만의 오염토양을 내보내기 위해 상기 몸체에 연결되는 유출관 및, 선별된 상기 일정 입경 이상의 오염토양을 내보내기 위해 상기 몸체에 연결되는 배출관을 포함하는 마이크로 하이드로사이클론을 제시하고 있다.

그런데 상기 기술의 경우 오염토양 분급은 사이클론의 구조 등 기계적특성 뿐만 아니라 각각 토양/퇴적물의 입경분포, 점도 등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받음에 따라 일의적으로 분급된 토양이 배출되는 상,하부배출관의 직경을 정하여 분급을 할 수 없어 해당 오염토양을 분급시 상,하부배출관의 직경이 고정된 사이클론을 이용하여 분급하면서 분급효율이 설계치를 미치지 못하는 경우 상,하부배출관의 직경이 다른 사이클론 자체를 교체하면서 분급을 하여야 하므로 번거로움이 있으며 시간면에서도 비경제적인 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제1207131호

본 발명은 분급된 토양/퇴적물이 배출되는 상,하부배출관의 직경을 용이하게 조절할 수 있어 오염토양 또는 퇴적물의 분급효율을 배가시킬 수 있는 모듈식 사이클론을 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 모듈식 사이클론은 오염토양 또는 퇴적물이 유입되는 유입관이 형성되며 하단부가 직경이 좁아지는 콘형상의 몸체; 상기 몸체로부터 선별된 일정 입경 이상의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체 하부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 하부배출관의 직경이 다른 복수의 하부배출유닛; 상기 몸체로부터 선별된 일정 입경 미만의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체 상부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 상부배출관의 직경이 다른 복수의 상부배출유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 상부배출유닛은 개구된 몸체 상단을 막는 막음판과 상기 막음판을 관통하며 막음판의 상,하단으로 노출되도록 구성되는 상부배출관으로 구성되되, 복수의 상부배출유닛은 각각 상부배출관의 내경이 다르도록 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 하부배출유닛에 있어 하부배출관의 내주연은 상기 몸체의 내주연과 연하도록 구성되되, 복수의 하부배출유닛은 각각 하부배출관의 내경이 다르도록 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 몸체는 상기 유입관이 연통하며 직관형상의 상부몸체와 상기 상부몸체 하부에서 하방향으로 직경이 좁아드는 콘형상의 하부몸체로 구성되며 상기 상부몸체와 상기 하부몸체는 착탈이 가능하도록 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이 및 상기 상부몸체와 상기 상부배출유닛 사이에는 진동차단패드가 게재되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이에는 상기 상부몸체 하단과 상기 하부몸체 상단의 형상에 대향하는 링부와 상기 링부 내주연에서 내부로 돌출되며 일정방향으로 경사구배가 형성되는 복수의 분리날로 구성되는 타격가스켓과 상기 링부의 상,하면에 부착되는 진동차단패드가 게재됨을 특징으로 한다.

본 발명의 모듈식 사이클론은 다양한 요인이 변수로 작용하는 오염토양 또는 퇴적물 입자분급에 있어 분급된 입자가 토출되는 배출구 관의 내경을 용이하게 조정할 수 있어 입자분급효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 모듈식 사이클론은 모듈화 등에 의해 유입된 오염토양 또는 퇴적물에 의한 진동이 상,하로 전달되는 것을 방지하여 분급효율을 배가시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 기본 예를 나타내는 측단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 측단면도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타내는 측단면도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명인 모듈식 사이클론(100)은 도 1에서 보는 바와 같이 오염토양 또는 퇴적물이 유입되는 유입관(113)이 형성되며 하단부가 직경이 좁아지는 콘형상의 몸체(110); 상기 몸체(110)로부터 선별된 일정 입경 이상의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체(110) 하부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 하부배출관(121)의 직경이 다른 복수의 하부배출유닛(120); 상기 몸체(110)로부터 선별된 일정 입경 미만의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체(110) 상부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 상부배출관(131)의 직경이 다른 복수의 상부배출유닛(130);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명은 오염토양 또는 퇴적물의 입자분급이 주입압력, 직경과 높이, 콘의 경사도 등 기계적 특성 뿐만 아니라 각각 토양/퇴적물의 입경분포, 점도 등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받음에 따라 해당 오염토양 또는 퇴적물에 대해 일의적인 상,하부 배출관의 직경을 적용하는 경우 그 분급효율을 기대할 수 없고 이에 적정한 상,하부 배출관의 직경에 따른 사이클론 자체의 교체 또한 번거로운 문제가 있는데 이에 본 발명은 분급효율을 제어할 수 있는 중요한 요소인 상,하부 배출관의 직경을 용이하게 교환할 수 있어 오염토양 또는 퇴적물의 입자분급 효율을 높일 수 있게 하는 것이다.

상기 몸체(110)는 오염토양 또는 퇴적물이 유입되는 유입관(113)이 형성되며 하단부가 직경이 좁아지는 콘형상으로 구성됨에 특징이 있다. 상기 몸체(110)는 상기 유입관(113)을 통해 내부로 유입된 오염토양 또는 퇴적물이 일정 입경 기준으로 분리되도록 형성되는 것으로 통상적으로 원통형 상부와 콘 형상의 하부로 이루어진다. 이때 원통형 상부와 콘 형상의 하부가 접하는 면은 각진 형태로 형성될 수도 있고 매끄러운 곡선 형태로 일체로 형성될 수도 있다.

특히 본 발명에서 상기 몸체(110)는 상기 유입관(113)이 연통하며 직관형상의 상부몸체(111)와 상기 상부몸체(111) 하부에서 하방향으로 직경이 좁아드는 콘형상의 하부몸체(112)로 구성되며 상기 상부몸체(111)와 상기 하부몸체(112)는 착탈이 가능하도록 구성됨에 특징이 있다.

이렇게 몸체(110)를 구성함에 있어 상부몸체(111)와 하부몸체(112)가 착탈형으로 구성되도록 하는 이유는 콘형상의 하부몸체(112)를 기울기에 따라 복수로 구성하여 분급효율을 높이도록 기울기에 따른 하부몸체(112) 교체의 용이성을 도모하는 면도 있으며 특히 이하에서 설명할 진동차단패드(140(142))가 상부몸체(111)와 하부몸체(112)에 게재되도록 하여 유입관(113)을 통해 유입된 오염토양 또는 퇴적물이 상부몸체(111)에서 와류를 형성함에 따른 진동이 하부몸체(112)로 전달되는 것을 차단하여 하부몸체(112)에서 원심력을 크게함으로써 입자분급효율을 높이기 위한 것이다.

종래 기술과 같이 몸체(110)를 일체형으로 구성하는 경우 몸체(110) 내부에 진동이 발생됨에 따라 이러한 진동이 와류가 형성된 오염토양 또는 퇴적물에 원심력의 발생을 저해함으로써 입자분급효율을 저하시키는 요인으로 작용하였는데 상기에서 본 바와 같이 본 발명은 몸체(110)를 상부몸체(111)와 하부몸체(112)로 모듈화 시켜 그 사이에 진동차단패드(142)가 게재되도록 함으로써 원심력 저하요일을 제거토록 한 것이다.

상기 상부배출유닛(130)은 상기 몸체(110)로부터 선별된 일정 입경 미만의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체(110) 상부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 상부배출관(131)의 직경이 다르도록 구성됨에 특징이 있다. 즉 상부배출유닛(130)은 복수로 구성되며 각각 상부배출유닛(130)은 상부배출관(131)의 직경을 달리하여 상기 상부몸체(111) 상단에 선택적으로 착탈이 되도록 하는 것이다.

도 1에서는 2개의 상부배출유닛(130)이 선택적으로 상부몸체(111)에 착탈되는 예를 도시하고 있는데, 일 상부배출유닛(130)의 상부배출관(131) 직경(D1)과 타 상부배출유닛(130)의 상부배출관(131) 직경(D2)이 다르게 구성되어 사용자는 해당 오염토양 또는 퇴적물의 분급을 실시함에 있어 상부배출관(131)의 직경에 따라 상부배출유닛(130)을 선택적으로 상부몸체(111)에 착탈시켜 적정의 분급효율을 얻어내도록 할 수 있는 것이다.

상기 상부배출유닛(130)은 개구된 상부몸체(111) 상단을 막는 막음판(132)과 상기 막음판(132)을 관통하며 막음판(132)의 상,하단으로 노출되도록 구성되는 상부배출관(131)으로 구성됨에 특징이 있다.

상기 하부배출유닛(120)은 상기 몸체(110)로부터 선별된 일정 입경 이상의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 하부몸체(112) 하부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 하부배출관(121)의 직경이 다르도록 구성됨에 특징이 있다.

즉 하부배출유닛(120)은 복수로 구성되며 각각 하부배출유닛(120)은 하부배출관(121)의 직경을 달리하여 상기 하부몸체(112) 하단에 선택적으로 착탈이 되도록 하는 것이다.

도 1에서는 2개의 하부배출유닛(120)이 선택적으로 하부몸체(112)에 착탈되는 예를 도시하고 있는데, 일 하부배출유닛(120)의 하부배출관(121) 직경(d1)과 타 하부배출유닛(120)의 하부배출관(121) 직경(d2)이 다르게 구성되어 사용자는 해당 오염토양 또는 퇴적물의 분급을 실시함에 있어 하부배출관(121)의 직경에 따라 하부배출유닛(120)을 선택적으로 하부몸체(112)에 착탈시켜 적정의 분급효율을 얻어내도록 할 수 있는 것이다.

상기 하부배출유닛(120)은 도 2에서 보는 바와 같이 각각 하부배출관(121)의 내주연은 상기 하부몸체(112)의 내주연과 연하도록 구성되어야 한다. 즉 연속성이 보장되도록 함으로써 분급이 용이하게 이루어지도록 하여야 한다. 이를 위해서 도 2에서는 2가지의 하부배출유닛(120)의 예를 도시하고 있다.

하부배출관(121)의 직경(d1)이 작은 하부배출유닛(120)의 경우 하부배출관(121)의 내경은 상단부가 콘형상의 콘부(121-2)와 그 이하가 직관형상의 직관부(121-1)로 구성되도록 하여 하부몸체(112)의 내경과 하부배출관(121)의 내경의 연속성이 보장되도록 하는 것이다.

또한 하부배출관(121)의 직경(d2)이 큰 하부배출유닛(120)의 경우 그 내경에 직관부(121-1)만이 구성되도록 하여 하부배출관(121) 내경의 직경을 크게 가져가면서 하부몸체(112)의 내경과 연속성이 보장되도록 하는 것이다.

이렇게 하부배출관(121)의 내경은 콘부(121-2)와 직관부(121-1)의 직경 및 길이를 조절함으로써 하부몸체(112)의 내경과 연속성이 유지된 상태로 하부배출관(121)의 다양한 내경을 가진 복수의 하부배출유닛(120)이 구성되도록 할 수 있는 것이다.

상기 상부배출유닛(130), 상기 상부몸체(111), 상기 하부몸체(112) 및 상기 하부배출유닛(120)은 각각 착탈이 가능한 구조로 구성함에 있어 도면들에서 보는 바와 같이 플랜지(도면번호 도시되지 않음)를 각각 구성하여 볼트결합(도면번호 도시되지 않음)에 의해 착탈이 가능하도록 구성될 수 있다.

한편 상기에서 언급한 바와 같이 유입관(113)과 연통하는 상부몸체(111)에는 유입된 오염토양 또는 퇴적물에 와류가 형성되면서 상부몸체(111)에 진동이 발생된다.

이러한 진동은 와류가 형성된 오염토양 또는 퇴적물에 원심력을 저해시키는 요인으로 작용하는 바, 이렇게 원심력을 저해하는 요인을 제거하기 위해 본 발명에서는 상기 상부몸체(111)와 상기 하부몸체(112) 사이 및 상기 상부몸체(111)와 상기 상부배출유닛(130) 사이에 진동차단패드(140(141, 142))가 각각 게재되도록 하는 예를 제시한다.

특히 상기 상부몸체(111)와 상기 하부몸체(112) 사이에 진동차단패드(142)가 게재되도록 하여 상부몸체(111)에 발생한 진동이 하부몸체(112)로 전달되는 것을 차단하여 하부몸체(112)에서 와류가 형성된 오염토양 또는 퇴적물에 원심력을 저해시키지 않음으로써 분급효율을 높이도록 한다.

여기서 진동차단패드(142)는 탄성재질을 사용하여 상부몸체(111)에서 발생된 진동을 흡수토록 하는데 고무 등 다양한 재질이 사용될 수 있다.

또한 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 분급효율을 더욱 높이기 위한 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예에서는 상기 상부몸체(111)와 상기 하부몸체(112) 사이에 상기 상부몸체(111) 하단과 상기 하부몸체(112) 상단의 형상에 대향하는 링부(151)와 상기 링부(151) 내주연에서 내부로 돌출되며 일정방향으로 경사구배가 형성되는 복수의 분리날(152)로 구성되는 타격가스켓(150)과 상기 링부(151)의 상,하면에 부착되는 진동차단패드(142)가 게재됨을 특징으로 한다.

상기 타격가스켓(150)에 있어 링부(151)는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 상부몸체(111) 하단과 상기 하부몸체(112) 상단의 형상에 대향하도록 높이를 가진 원형의 링형상으로 구성되며, 상기 분리날(152)은 상기 링부(151) 내주연에서 내부로 돌출되며 일정방향으로 경사구배가 형성되도록 복수로 구성된다.

이와 같이 타격가스켓(150)이 구성되는 이유는 상기 상부몸체(111)에서 와류가 형성된 오염토양 또는 퇴적물은 와류에 의해 어느 정도 입자간 점착력이 저하되어 입자간 분리가 이루어지며 이러한 오염토양 또는 퇴적물이 상기 분리날(152)에 타격되면서 입자간 분리를 더욱 배가시키게 되고 복수의 분리날(152)이 일정한 경사구배가 형성되도록 하여 오염토양 또는 퇴적물의 와류가 계속적으로 유지되도록 하면서 하부몸체(112)로 유입되도록 하는 것이다.

이에 하부몸체(112)에서는 콘형상에 의해 직경이 좁아지면서 더욱 원심력이 커지게 되고 상기 분리날(152)에 의해 입자간 분리가 더욱 크게 이루어진 오염토양 또는 퇴적물은 하부몸체(112)에서 큰입자와 미세입자의 분리가 더욱 용이해져서 상부배출유닛(130)과 하부배출유닛(120)에서 분급효율을 더욱 배가시키게 되는 것이다.

또한 본 실시 예에서는 진동차단패드(142)가 상기 링부(151)의 상,하면에 부착되도록 하여 상기에서 언급한 바와 같이 상부몸체(111)의 진동이 하부몸체(112)로 전달되는 것을 차단함과 동시에 오염토양 또는 퇴적물이 타격가스켓(150)에 타격됨에 의해 발생되는 진동도 상부몸체(111) 및 하부몸체(112)로 전달되는 것을 차단토록 하는 것이다.

상기와 같은 모듈식 사이클론(10)을 이용하여 사용자는 해당 오염토양 또는 퇴적물의 분급을 실시하는 바, 모듈식 사이클론(10)을 이용한 오염토양 또는 퇴적물 입자분급방법은 상기에서 언급한 바와 같이 다양한 인자에 의해 분급효율이 결정되는 각각의 오염토양 또는 퇴적물에 대해 해당 오염토양 또는 퇴적물의 입자분급을 실시하면서 설계치의 분급효율이 발현되지 않는 경우 상부배출유닛(130) 또는 하부배출유닛(120)을 교체함으로써 각각 상부배출관(131) 또는 하부배출관(121)의 직경을 달리하면서 분급이 실시되도록 하여 용이하게 최적의 입자분급이 이루어지도록 하는 것이다.

100 : 본 발명 110 : 몸체
120 : 하부배출유닛 130 : 상부배출유닛
140 : 진동차단패드 150 : 타격가스켓

Claims (7)

1. 오염토양 또는 퇴적물이 유입되는 유입관이 형성되며 하단부가 직경이 좁아지는 콘형상의 몸체;
   상기 몸체로부터 선별된 일정 입경 이상의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체 하부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 하부배출관의 직경이 다른 복수의 하부배출유닛;
   상기 몸체로부터 선별된 일정 입경 미만의 오염토양 또는 퇴적물을 배출하되 상기 몸체 상부에 각각 착탈이 가능하도록 하며 각각 상부배출관의 직경이 다른 복수의 상부배출유닛;을 포함하되,
   상기 몸체는, 상기 유입관이 연통하며 직관형상의 상부몸체와 상기 상부몸체 하부에서 하방향으로 직경이 좁아드는 콘형상의 하부몸체로 구성되며 상기 상부몸체와 상기 하부몸체는 착탈이 가능하도록 구성되며,
   상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이에는
   탄성재질로 상기 상부몸체 하단과 상기 하부몸체 상단의 형상에 대향하는 링형의 진동차단패드가 게재되어 상기 상부몸체에서 발생되는 진동이 상기 하부몸체로 전달되는 것을 방지하면서,
   상기 진동차단패드 사이에는 진동차단패드의 형상에 대향하는 링부와 상기 링부 내주연에서 내부로 돌출되며 일정방향으로 경사구배가 형성되는 복수의 분리날로 구성되는 타격가스켓이 구성되어 상기 하부몸체에서 오염토양 또는 퇴적물의 원심력이 커지도록 하면서 타격가스켓의 진동이 상기 하부몸체로 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하며,
   상기 상부배출유닛은 개구된 몸체 상단을 막는 막음판과 상기 막음판을 관통하며 막음판의 상,하단으로 노출되도록 구성되는 상부배출관으로 구성되되, 복수의 상부배출유닛은 각각 상부배출관의 내경이 다르도록 구성됨을 특징으로 하고,
   상기 하부배출유닛에 있어 하부배출관의 내주연은 상기 몸체의 내주연과 연하도록 구성되되, 복수의 하부배출유닛은 각각 하부배출관의 내경이 다르도록 구성됨을 특징으로 하는 모듈식 사이클론.
   
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