KR101689142B1

KR101689142B1 - 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치

Info

Publication number: KR101689142B1
Application number: KR1020160091113A
Authority: KR
Inventors: 이재진
Original assignee: (주)동일캔바스엔지니어링
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2016-12-23

Abstract

본 발명은, 스컴이 부유하고 있는 원수의 흐름로에 설치되어 상기 원수의 흐름은 허용하나 상기 스컴의 흐름은 불허하는 스컴 흐름 방지판; 상기 스컴 흐름 방지판의 앞쪽에서 승강할 수 있게 마련되고, 상기 원수의 수면 아래로부터 상승할 때 상기 스컴 흐름 방지판에 막힌 스컴을 포집하도록 마련된 스키머; 상기 원수의 수면 위쪽에 위치하도록 설치되어 상기 시키머를 승강시키는 승강 수단; 및 상기 스키머가 상기 원수의 수면 위로 상승하였을 때 상기 스키머의 좌측 또는 우측에 위치하도록 마련되어 있고, 포집된 스컴을 상기 수면 위로 상승한 스키머로부터 배출시키기 위한 배출구를 갖는 스컴 배출판;을 포함하는 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치를 제공한다.

Description

승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치{LIFTING-TYPE SCUM SKIMMER}

본 발명은 원수와 함께 흐르는 스컴(scum)을 포집하여 외부로 배출하는 스키머(skimmer)를 갖는 스컴 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 스키머가 원수 수면의 아래 및 위로 승강할 수 있게 마련된 스컴 제거 장치에 관한 것이다.

현재, 가정이나 공장 등에서 버려지는 하수는 하수처리장으로 보내진 후 처리되고 있다. 하수 처리 과정은 정수 과정과 슬러지 처리 과정을 포함하는데, 정수 과정에서는 하수가 하천의 자정작용이 발동될 수 있는 범위까지 정화된 후 하천과 같은 공공수역으로 방류되고, 슬러지 처리 과정에서는 정수 과정에서 발생하는 슬러지가 농축, 탈수와 같은 과정을 통해 처리된다.

하수처리시설의 정수 과정은 일반적으로 고형 부유물질(나뭇가지, 플라스틱병, 스티로폼 등) 및 고형 침전물질(모래, 자갈, 금속 등)을 제거하는 물리적 정수 과정과, 유기물 등과 같은 용존성 물질을 제거하는 화학/생물학적 정수 과정을 포함한다. 그리고 화학/생물학적 정수 과정에는 이전 단계를 거친 원수에 약품을 투여하여 스컴(scum)을 형성한 다음 상기 스컴을 원수로부터 제거하는 과정이 포함된다.

스컴 제거 장치는 상기 스컴을 원수로부터 제거하는데 사용되는 장치로서, 일반적으로 무한회전체인 및 이에 결합된 판 형태의 스키머(skimmer)들을 갖는다(등록실용신안 제20-0436015호, 등록특허 제10-1297293호). 이 형태에서는 상기 체인이 회전하면 스키머들이 체인에 의해 이동하면서 원수의 표면에 부유한 스컴을 일정한 방향으로 계속하여 걷어낸다.

또한, 상기 스컴 제거 장치는 원수의 수면 높이에 회전 가능하게 설치된 스키머를 갖기도 한다(등록실용신안 제20-0437707호, 공개특허 제10-2011-0114866호). 이 경우, 스키머는 자신에게 다가오는 스컴을 포집하여 회전한 후 포집한 스컴을 외부로 배출한다. 이 형태의 스컴 제거 장치는 상기 일반적인 형태의 스컴 제거 장치와 함께 사용되기도 하고, 단독으로 사용되기도 한다.

등록실용신안 제20-0436015호(스컴스키머장치) 등록특허 제10-1297293호(스컴 농축 기능을 구비한 부상 분리 장치) 등록실용신안 제20-0437707호(스키머 및 그를 이용한 스컴 제거장치) 공개특허 제10-2011-0114866호(비원형 스컴 스키머)

본 발명은 원수와 함께 흐르는 스컴을 포집하여 외부로 배출하도록 마련된 스컴 제거 장치를 제공하되, 종래와는 완전히 다른 방식으로 스컴을 포집하도록 마련된 스컴 제거 장치를 제공하자고 한다.

상기 스키머는, 상기 스컴 흐름 방지판과 마주하는 뒷벽; 상기 뒷벽의 앞쪽에 위치하도록 마련되고, 상기 스컴과 함께 포집된 원수가 상기 흐름로로 되돌아갈 때 통과하는 원수 통과홀을 갖는 앞벽; 상기 뒷벽의 하단 및 앞벽의 하단을 연결하는 바닥; 및 상기 앞벽의 상단으로부터 상기 원수 통과홀과 상기 바닥 사이의 높이까지 연장하도록 상기 앞벽의 뒤쪽에 마련된 스컴 유출 방지벽;을 포함한다.

상기 스키머의 바닥 앞단에는 아래쪽으로 돌출한 격벽이 마련되어 있되, 상기 격벽의 하단은 상기 스키머가 최대로 상승하였을 때에도 상기 원수에 잠긴 상태를 유지한다.

상기 스키머의 바닥은 상기 스컴 배출판 쪽에 위치하는 단부로부터 반대쪽 단부로 갈수록 높아지는 경사면으로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 스키머가 승강 운동을 통해 흐름로 상의 스컴을 포집하기 때문에 흐름로 내 원수의 수위가 변하더라도 스컴의 포집이 원활하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 스컴과 함께 스키머에 포집된 원수의 수위가 상기 스키머가 흐름로 내 원수의 수면위로 상승한 이후에 낮아지기 때문에 포집된 스컴이 스키머로부터 넘쳐 흐르는 현상이 방지된다.

또한, 본 발명에 의하면, 스키머가 최대 상승 위치에 놓였을 때에도 흐름로의 스컴은 스키머의 하부로 이동할 수 없다.

또한, 본 발명에 의하면, 스키머에 포집된 원수 및 스컴이 스컴 배출판 쪽으로 원활하게 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치의 설치 상태를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 스키머가 상승한 상태를 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 스키머의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스키머의 변형예를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 스컴 흐름 방지판(110)과, 스키머(120)와, 승강 수단(140)과, 스컴 배출판(150)을 포함한다.

상기 스컴 흐름 방지판(110)은 원수(W)의 흐름로(10)에 설치되어 있다. 스컴 흐름 방지판(110)의 좌측단 및 우측단은 흐름로(10)의 측벽에 고정되어 있고, 그 하단은 흐름로(10)의 바닥으로부터 떨어져 있으며, 그 상단은 원수(W)의 수면 위쪽에 위치한다. 따라서 원수(W)는 스컴 흐름 방지판(110)의 하단과 흐름로(10)의 바닥 사이만을 통과하며 상류에서 하류로 흐르게 된다. 반면, 원수(W)의 수면에 부유한 채 원수(W)와 함께 흐르는 스컴(S)은 스컴 흐름 방지판(110)에 막혀 더 이상 하류 쪽으로 흐를 수 없게 된다.

상기 흐름로(10)는 하수처리장 내 수로일 수도 있고, 하수처리장에 설치된 수조의 내부일 수도 있다. 후자의 경우, 수조에 원수 유입 배관 및 원수 배출 배관이 연결되어 원수가 상기 원수 유입 배관 쪽으로부터 원수 배출 배관 쪽으로 흐르게 될 것이다.

상기 스키머(120)는 스컴 흐름 방지판(110)에 막힌 스컴(S)을 포집하기 위한 것으로서, 스컴 흐름 방지판(110)의 앞쪽에서 승강할 수 있게 마련된다. 최대 하강 위치에서 스키머(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 원수(W)의 수면 아래에 완전히 잠기게 된다. 따라서 스컴 흐름 방지판(110)에 막힌 스컴(S)은 도 1에 도시된 바와 같이 최대 하강 위치에 있는 스키머(120)의 위쪽에 위치하게 되고, 이 상태에서 스키머(120)가 상승하면 스컴 흐름 방지판(110)에 막힌 스컴(S)은 도 2에 도시된 바와 같이 스키머(120)에 의해 포집되어 스키머(120)와 함께 상승하게 된다. 한편, 최대 상승 위치에서 스키머(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 원수(W)의 수면 위쪽에 위치하게 된다.

종래에는 스키머가 일정한 높이에서 회전 운동을 함으로써 스컴을 포집하였다(등록실용신안 제20-0437707호(스키머 및 그를 이용한 스컴 제거장치), 공개특허 제10-2011-0114866호(비원형 스컴 스키머)). 따라서 원수(W)의 수위 변화가 수반되면 스컴의 포집이 제대로 이루어지지 않거나 아예 이루어질 수 없는 상황까지도 발생하였다. 그러나 본 발명에서는 스키머(120)가 승강 운동을 통해 스컴(S)을 포집하기 때문에 원수(W)의 수위가 변하더라도 스컴(S)의 포집이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

이러한 스키머(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 뒷벽(122)과, 앞벽(123)과, 바닥(124)과, 스컴 유출 방지벽(126)을 포함한다.

상기 뒷벽(122)은 스컴 흐름 방지판(110)과 마주하는 부재로서, 스키머(120)의 승강 시 스컴 흐름 방지판(110)과 접촉한 상태를 유지한다. 따라서 스컴 흐름 방지판(110)은 스컴(S)의 흐름을 방지하는 기능 외에 스키머(120)의 승강은 안내하는 가이더로서의 기능도 수행하게 된다. 상기 앞벽(123)은 뒷벽(122)의 앞쪽에 위치하는 부재이고, 상기 바닥(124)은 뒷벽(122)의 하단 및 앞벽(123)의 하단을 연결하는 부재이다. 이러한 세 벽들(122, 123, 124)로 인해 스키머(120)는 원수(W)와 스컴(S)을 담을 수 있는 용기 형태를 갖게 된다.

상기 앞벽(123)은 복수의 원수 통과홀(123a)을 갖는다. 원수(W)의 수면 아래에 잠긴 스키머(120)가 상승할 때에는 위 세 벽들(122, 123, 124)에 의해 형성된 공간에 원수(W) 및 원수(W) 수면에 부유한 스컴(S)이 담기게 되는데, 이때 스컴(S)이 앞벽(123)의 상단을 타고 넘쳐 흘러 다시 흐름로(10)로 낙하는 문제가 발생할 수 있다. 그런데 앞벽(123)에 원수 통과홀(123a)이 마련되면, 이 원수 통과홀(123a)을 통과하면서 원수(W)가 흐름로(10)로 빠져나가 원수(W)의 수위가 낮아지게 되므로, 스컴(S)이 앞벽(123)의 상단을 타고 넘쳐 흐르는 현상이 방지될 수 있다.

상기 원수 통과홀(123a)은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 원수 통과홀(123a)은 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 높이에서 좌우 방향을 따라 나열되도록 복수로 마련될 수 있다. 이와 달리 원수 통과홀(123a)은 좌우 방향으로 연속적으로 연장하는 하나의 슬릿 형태로 마련될 수도 있다.

상기 원수 통과홀(123a)은 상술한 바와 같이 스컴(S)이 앞벽(123)의 상단을 타고 넘쳐 흐르는 것을 방지하기 위한 것이므로, 원수 통과홀(123a)을 통해 스컴(S)이 유출되는 것 또한 당연히 방지될 필요가 있다. 이에 스키머(120)는 스컴 유출 방지벽(126)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이 스컴 유출 방지벽(126)은 앞벽(123)의 뒤쪽에 위치하는 부재로서, 상단과 하단을 갖는다. 스컴 유출 방지벽(126)의 상단은 앞벽(123)의 상단에 고정되어 있다. 그리고 스컴 유출 방지벽(126)의 하단은 상기 바닥(124)과 떨어져 위치하되, 원수 통과홀(123a)보다는 아래쪽에 위치한다. 따라서 스키머(120)가 원수(W)의 수면 위로 노출될 때 포집된 원수(W)는 원수 통과홀(123a)을 통해 유출되고, 그러면 도 2에 도시된 바와 같이 원수(W)의 수위는 원수 통과홀(123a)의 높이까지 떨어지게 된다. 이때, 원수(W)에 부위하고 있는 스컴(S)은 스컴 유출 방지벽(126)에 막혀 원수 통과홀(123a)로 유출되지 못하고 포집된 상태를 그대로 유지하게 된다.

상기 스컴 유출 방지벽(126)은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 스컴 유출 방지벽(126)은 도시된 바와 같이 앞벽(123)의 상단으로부터 하향 경사진 경사판과, 이 경사판의 하단으로부터 아래로 연장하는 수직판으로 구성될 수 있다. 이와 달리 스컴 유출 방지벽(126)은 상기 경사판만으로 이루어질 수도 있는데, 이 경우 경사판의 하단이 원수 통과홀(123a)보다 아래쪽에 위치하게 됨은 물론이다.

원수 통과홀(123a) 및 스컴 유출 방지벽(126)은 이상 설명한 바와 같이 원수(W)의 수면 아래에 잠긴 스키머(120)가 상승할 때 스컴(S)이 스키머(120)의 앞벽(123) 상단을 타고 넘쳐 흐르는 것을 방지하기 위한 것이다. 그런데 스키머(120)가 원수(W)의 수면 위로 막 상승하기 시작한 시점에는, 스키머(120) 앞벽(123)의 상단은 원수(W)의 수면 위쪽에 위치하게 되는 반면 원수 통과홀(123a)은 여전히 원수(W)에 잠겨있게 된다. 따라서 이 상태에서는 스키머(120)에 포집된 원수(W)가 원수 통과홀(123a)을 통해 흐름로(10)로 유출될 수 없고, 그러면 포집된 스컴(S)은 상기 앞벽(123) 상단을 타고 넘쳐 흐르게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위해 스키머(120) 앞벽(123)의 상단에는 도 4에 도시된 바와 같이 뾰족한 삼각형이 연속적으로 이어진 단턱(123b)이 마련될 수도 있다. 그러면 포집된 원수(W)는 삼각형들 사이로 빠져나가게 되고, 포집된 스컴(S)은 위 단턱(123b)에 막혀 빠져나갈 수 없게 된다.

한편, 상기 스키머(120)는 격벽(128)도 갖는다. 이 격벽(128)은 도시된 바와 같이 스키머(120) 바닥(124)의 앞단에서 아래쪽으로 돌출하도록 마련되어 있다. 또한, 격벽(128)의 돌출 높이는 스키머(120)가 최대로 상승하였을 때에도 흐름로(10)의 원수(W)에 잠긴 상태를 유지할 수 있을 정도로 마련된다. 이러한 격벽(128)이 마련되면 스키머(120)가 최대 상승 위치에 놓였을 때에도 흐름로(10)의 스컴(S)은 격벽(128)에 막혀 스키머(120)의 하부로 이동할 수 없게 되고, 그러면 하강하는 스키머(120)에 의해 가압되어 스컴(S)이 원수(W)의 수면 아래로 잠기는 현상이 발생하지 않게 된다.

상기 승강 수단(140)은 스키머(120)를 승강시키기 위한 것으로서, 그 형태는 다양하게 이루어질 수 있다. 예컨대, 승강 수단(140)은 도시된 바와 같이 공압 실린더로 구성될 수 있다. 이 경우 실린더 로드(142)는 스키머(120)의 뒷벽(122) 상단에 고정될 수 있다. 또한, 도시되어 있지는 않으나, 승강 수단(140)은 스크류 잭 및 이를 구동하기 위한 모터로 구성될 수도 있고, 와이어 및 이를 감거나 풀기 위한 모터로 구성될 수도 있다. 상기 승강 수단(140)은 원수(W)의 수면 위쪽에 위치하도록 설치된다. 예컨대, 공압 실린더로 구성된 승강 수단(140)은 도시된 바와 같이 브라켓을 통해 스컴 흐름 방지판(110)의 상단에 설치될 수 있다.

상기 스컴 배출판(150)은 포집된 스컴(S)을 스키머(120)로부터 외부로 배출하기 위해 마련된 것이다. 스컴 배출판(150)은 흐름로(10)의 좌측벽 상단 또는 우측벽 상단에 고정되어 있다. 따라서 스키머(120)가 원수(W)의 수면 위로 상승하였을 때 스컴 배출판(150)은 스키머(120)의 좌측 또는 우측에 위치하게 된다. 이와 같이 스컴 배출판(150)은 스키머(120)의 좌우측 중 어느 곳에 마련되도 무방하나, 이하에서는 이해의 용이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 스컴 배출판(150)이 스키머(120)의 우측에 위치한 경우를 예로 들어 설명한다.

스컴 배출판(150)은 원수(W)의 수면 위로 상승한 스키머(120)의 우측단과 약간 떨어져 있다. 따라서 스키머(120)의 우측면이 도시된 바와 같이 개방면으로 구성되더라도, 스키머(120)에 포집된 원수(W)는 대부분 스컴 배출판(150)에 막혀 스키머(120)의 외부로 곧바로 배출될 수는 없다. 다만, 스키머(120)의 우측단과 스컴 배출판(150) 간에 형성된 약간의 틈을 통해 포집된 원수(W)가 조금은 낙하할 수 있으나, 이 경우에도 포집된 원수(W)의 수면에 부유한 스컴(S)은 그대로 포집된 상태를 유지하게 된다.

스컴 배출판(150)에는 배출구(150a)가 마련되어 있다. 따라서 스키머(120)가 상승하는 과정에서 스키머(120)의 내부공간과 위 배출구(150a)가 연통하기 시작하면, 이 시점부터 스키머(120)에 포집된 스컴(S) 및 원수(W)는 배출구(150a)를 통해 스키머(120)의 외부로 배출된다. 이때, 포집된 스컴(S) 및 원수(W)가 스컴 배출판(150) 쪽으로 원활히 이동할 수 있도록 스키머(120)의 바닥(124)은 우측에서 좌측으로 갈수록 높아지는 경사면으로 이루어지는 것이 좋다.

스키머(120)의 좌측면은 우측면과 마찬가지로 개방되어 있을 수도 있고, 막혀있을 수도 있다. 스키머(120)의 좌측면이 개방되어 있을 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이 좌측벽(152)이 마련된다. 이 좌측벽(152)은 흐름로(10)의 좌측벽 상단에 고정되고, 원수(W)의 수면 위로 상승한 스키머(120)의 좌측단과 약간 떨어지도록 마련된다. 스키머(120)의 좌측면이 막혀있는 경우에는, 위 좌측벽(152)이 마련되지 않을 수 있다.

이하, 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치(100)의 작동 과정을 설명한다.

스키머(120)가 도 1에 도시된 바와 같이 최대로 하강하여 흐름로(10)의 원수(W)에 잠겨 있으면 부유 상태로 원수(W)와 함께 흐르는 스컴(S)은 스컴 흐름 방지판(110)에 막혀 더 이상 하류로 흐를 수 없게 된다.

이 상태에서 스키머(120)는 도 2에 도시된 바와 같은 최대 상승 위치로 상승하게 되는데, 이 과정에서 스컴 흐름 방지판(110)에 막힌 스컴(S)과 그 주변의 원수(W)는 스키머(120)에 의해 포집되고, 이후 포집된 원수(W)의 일부는 원수 통과홀(123a)을 통과하여 흐름로(10)로 낙하한다.

스키머(120)에 잔류하는 원수(W) 및 스컴(S)은 스키머(120)의 내부공간과 스컴 배출판(150)의 배출구(150a)가 연통하는 순간부터 상기 배출구(150a)를 통과하면서 외부로 배출된다. 스키머(120) 내부공간의 스컴(S)이 모두 배출되면, 스키머(120)는 다시 하강하여 흐름로(10) 내 원수(W)에 잠기게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

100 : 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치
110 : 스컴 흐름 방지판 120 : 스키머
122 : 뒷벽 123 : 앞벽
123a : 원수 통과홀 124 : 바닥
126 : 스컴 유출 방지벽 128 : 격벽
140 : 승강 수단 150 : 스컴 배출판
150a : 배출구 152 : 좌측판
10 : 흐름로 W : 원수
S : 스컴

Claims

스컴이 부유하고 있는 원수가 흐르는 흐름로의 바닥과 떨어진 지점에 하단을 갖고 상기 원수의 수면 위쪽에 상단을 갖도록 상기 흐름로에 설치되어, 상기 원수는 상기 하단의 아래로 통과시키나 상기 스컴의 통과는 불허하는 스컴 흐름 방지판;
상기 스컴 흐름 방지판의 앞쪽에서 승강할 수 있게 마련되고, 상기 원수의 수면 아래로부터 상승할 때 상기 스컴 흐름 방지판에 막힌 스컴을 포집하도록 마련된 스키머;
상기 원수의 수면 위쪽에 위치하도록 설치되어 상기 스키머를 승강시키는 승강 수단; 및
상기 스키머가 상기 원수의 수면 위로 상승하였을 때 상기 스키머의 좌측 또는 우측에 위치하도록 마련되어 있고, 포집된 스컴을 상기 수면 위로 상승한 스키머로부터 배출시키기 위한 배출구를 갖는 스컴 배출판;을 포함하는 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머는,
상기 스컴 흐름 방지판과 마주하는 뒷벽;
상기 뒷벽의 앞쪽에 위치하도록 마련되고, 상기 스컴과 함께 포집된 원수가 상기 흐름로로 되돌아갈 때 통과하는 원수 통과홀을 갖는 앞벽;
상기 뒷벽의 하단 및 앞벽의 하단을 연결하는 바닥; 및
상기 앞벽의 상단으로부터 상기 원수 통과홀과 상기 바닥 사이의 높이까지 연장하도록 상기 앞벽의 뒤쪽에 마련된 스컴 유출 방지벽;을 포함하는 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머의 바닥 앞단에는 아래쪽으로 돌출한 격벽이 마련되어 있되, 상기 격벽의 하단은 상기 스키머가 최대로 상승하였을 때에도 상기 원수에 잠긴 상태를 유지하는 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머의 바닥은 상기 스컴 배출판 쪽에 위치하는 단부로부터 반대쪽 단부로 갈수록 높아지는 경사면으로 이루어진 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치.