KR101736297B1

KR101736297B1 - 수처리장용 bldc 응집장치

Info

Publication number: KR101736297B1
Application number: KR1020160122220A
Authority: KR
Inventors: 고성호
Original assignee: 주식회사 이엔이
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2017-05-30

Abstract

본 발명은 수처리장용 BLDC 응집장치에 관한 것으로서, 응집제가 투입된 하수를 교반시킴으로써 그 하수내의 오염물질을 응집하기 위하여 순차적으로 배열된 제1,2,3응집설비(10)(20)(30)를 포함하고; 제1응집설비(10)는, 상기 하수가 유입되는 제1응집조(11), 제1응집조(11)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제1교반기(12), 제1교반기(12)에 회전구동력을 제공하기 위한 제1BLDC모터(13) 및 제1BLDC모터(13)의 회전속도를 제1회전속도로 감속하는 제1감속기(14)를 포함하며; 제2응집설비(20)는, 제1응집조(11)를 경유한 하수가 유입되는 제2응집조(21), 제2응집조(21)에 설치되어 상기 하수를 교반하기 위한 제2교반기(22), 제2교반기(22)에 회전구동력을 제공하기 위한 제2BLDC모터(23) 및 제2BLDC모터(23)의 회전속도를 제2회전속도로 감속하는 제2감속기(24)를 포함하고; 제3응집설비(30)는, 제2응집조(21)를 경유한 하수가 유입되는 제3응집조(31), 제3응집조(31)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제3교반기(32), 제3교반기(32)에 회전구동력을 제공하기 위한 제3BLDC모터(33) 및 제3BLDC모터(33)의 회전속도를 제3회전속도로 감속하는 제3감속기(34)를 포함하되; 상기 제1,2,3교반기(12)(22)(32)의 회전속도는, 제1교반기(12) <제2교반기(22) < 제3교반기(32)가 되는 것을 특징으로 한다.

Description

수처리장용 BLDC 응집장치{BLDC cohesion system of water treatment facilities}

본 발명은 수처리장치용 BLDC 응집장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세제어가 가능한 BLDC모터를 채용하여 하수내의 오염물질을 효과적으로 응집시킬 수 있는 수처리장치용 BLDC 응집장치에 관한 것이다.

가정이나 공장에서 배출하는 하수는 현탁성, 콜로이드성, 용해성 물질을 포함하고 있어 그 상태로 자연수역에 방류하면 생태계를 파괴하거나 수계전염병을 전파할 수 있다. 이에 따라 하수는 수처리장에서 인위적으로 물리화학적 또는 생물학적 방법으로 정화된 후 자연수역으로 방류하거나, 정수하여 식수로 사용하고 있다.

이를 위한 수처리장에는, 하수에 응집제(예를 들면 황산알루미늄, 염화 제1철, 황산제 1철, 또는 염화 제2철, 황산 제2철 등등)를 투입하여, 그 응집제의 반응으로 하수 내의 오염물질을 어느 정도의 덩어리로 응집하기 위한 다수의 응집조가 구비되며, 하수내 오염물질은 다수의 응집조를 순차적으로 경우함으로서 응집된다. 이러한 각각의 응집조에는 교반기, AC 모터, AC 모터의 회전속도를 2번에 걸쳐 감속하기 위한 2단 감속기가 설치된다. 이는 AC 모터 특성상 2,000 내외의 rpm 의 속도로 가지므로, 교반기를 10~20 rpm 내외의 초저속으로 감속시키기 위하여 AC 모터의 회전수를 1단 기어에서 1차로 감속시킨 후, 2단 기어에서 2차로 감속하는 2 단 감속방식을 취하고 있는 것이다.

그런데 2단 감속기는 2 개 이상의 기어구조가 복잡하게 결합된 구조이므로, 시간이 지남에 따라 고장이 날 가능성이 크며, 이 경우 전체 응집조의 작동에 큰 영향을 미치게 된다.

한편 각각의 응집조에 1단 감속기를 채용하고, AC 모터의 회전수를 저속으로 제어하는 방식을 취할 수 있다 통상 AC 모터의 회전수 제어는 인버터에 의하여 인가되는 전원의 주파수를 변경함으로써 이루어지기 때문에, 예를 들면 교반기를 10~20rpm rpm 내외의 초저속으로 회전시키기 위하여 인가되는 전원 주파수를 30Hz 이하로 공급하여야 한다. 그런데 AC 모터로 인가되는 전원 주파수를 30Hz 이하로 공급할 경우, AC 모터의 특성상 인가되는 토크가 급격히 떨어지게 되어 교반기를 충분한 힘으로 회전시키지 못하게 된다. 이 경우 교반과정에서 교반기로 인가되는 저항에 의하여 AC 모터가 손상될 가능성이 매우 커졌다. 따라서 AC 모터를 채용하는 모든 응집조에는 2단 감속기를 채용하여 2번에 걸쳐 감속하는 방식을 취하고 있는 것이다.

또한 2 단 감속기를 사용함으로써 AC 모터로부터 전달되는 동력 전달효율이 81% 로 낮아지므로, 낮아진 동력 전달효율까지 고려하여 큰 출력의 AC 모터를 채용하여야 하였다. 즉 2 단 감속기를 채용함으로써 19% 의 동력 전달소실이 발생되었고, 이는 24 시간 내내 가동되어야 하는 응집조에서 상당한 소비전력 손실로 이어졌다. 더 나아가 2 단 감속기 자체에서 발생되는 소음은 주위 환경에 거주하는 민원의 원인이 되었다.

또한 첫번째 응집조에서의 교반기 회전수보다 다음 음집조에서의 교반기 회전수는 커야 하는데, 이는 첫번째 응집조에서는 하수내 오염물질이 가장 많으므로 상대적으로 교반기의 회전속도가 가장 작고, 두번째 응집조에서는 응집되지 않은 나머지 오염물질을 응집시키기 위하여 첫번째 응집조에서보다 교반기의 회전속도가 빨라야 하며, 세번째 응집조에서는 응집되지 않고 잔류하는 오염물질을 응집시키기 위하여 두번째 응집조에서보다 교반기의 회전속도가 빨라야 하기 때문이다.

예를 들면 첫번째 응집조에서 교반기를 10 rpm 으로 회전시킬 때, 두번째 응집조에서는 교반기를 14 rpm 으로 회전시켜야 하고, 세번째 응집조에서는 교반기를 19 rpm 으로 회전시켜야 하는 것이다. 이때 첫번째 응집조의 AC 모터는 예를 들면 0.37KW/h 의 전력을 소모하고, 14 rpm 으로 교반기를 회전시키는 두번째 응집조의 AC 모터는 0,7 KW/h 의 전력을 소모하며, 19 rpm 으로 교반기를 회전시키는 세번째 응집조의 AC 모터는 1.5KW/h 의 전력을 소모한다. 이는 회전속도가 다름에도 불구하고 교반기가 충분한 토크로 회전될 수 있도록 하기 위하여, 교반기를 상대적으로 빨리 회전시켜야 하는 응집조에서 큰 출력의 AC 모터를 채용하는 것이다.

그런데 여러개의 응집조에서 채용하는 AC 모터의 출력은 모두 달라야 하기 때문에, 응집조의 유지보수를 위하여 다양한 출력의 AC 모터를 구비 및 관리하여야 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 미세제어가 가능한 제1,2,3BLDC모터 및 동력전달효율이 높은 1 단 감속기를 채용함으로서, 소비전력을 줄일 수 있고, 더 나아가 소음의 발생을 최소화할 수 있는 수처리장용 BLDC 응집장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 제1,2,3응집조에 설치되는 제1,2,3BLDC모터 및 제1,2,3감속기가 동일 스펙을 가짐으로써, 유지관리를 용이하게 할 수 있는 수처리장용 BLDC 응집장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 또 다른 목적은, 하수에 함유되는 오염물질이 많아지거나 적어질 때, 제1,2,3교반기의 회전속도를 독립적으로 미세 제어함으로써 응집 효율을 높일 수 있는 수처리장용 BLDC 응집장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수처리장용 BLDC 응집장치은, 응집제가 투입된 하수를 교반시킴으로써 그 하수내의 오염물질을 응집하기 위하여 순차적으로 배열된 제1,2,3응집설비(10)(20)(30)를 포함하고; 상기 제1응집설비(10)는, 상기 하수가 유입되는 제1응집조(11), 상기 제1응집조(11)에 설치되어 상기 하수를 교반하기 위한 제1교반기(12), 상기 제1교반기(12)에 회전구동력을 제공하기 위한 제1BLDC모터(13), 상기 제1BLDC모터(13)의 회전속도를 제1회전속도로 감속하는 제1감속기(14) 및 상기 제1응집조(11)에 설치된 것으로서 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제1탁도신호를 발생하는 제1탁도센서(15)를 포함하며; 상기 제2응집설비(20)는, 상기 제1응집조(11)를 경유한 하수가 유입되는 제2응집조(21), 상기 제2응집조(21)에 설치되어 상기 하수를 교반하기 위한 제2교반기(22), 상기 제2교반기(22)에 회전구동력을 제공하기 위한 제2BLDC모터(23), 상기 제2BLDC모터(23)의 회전속도를 제2회전속도로 감속하는 제2감속기(24) 및 상기 제2응집조(21)에 설치된 것으로서 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제2탁도신호를 발생하는 제2탁도센서(25)를 포함하고; 상기 제3응집설비(30)는, 상기 제2응집조(21)를 경유한 하수가 유입되는 제3응집조(31), 상기 제3응집조(31)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제3교반기(32), 상기 제3교반기(32)에 회전구동력을 제공하기 위한 제3BLDC모터(33), 상기 제3BLDC모터(33)의 회전속도를 제3회전속도로 감속하는 제3감속기(34) 및 상기 제3응집조(31)에 설치된 것으로서 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제3탁도신호를 발생하는 제3탁도센서(35)를 포함하며; 상기 제1,2,3탁도신호에 연동되어 상기 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 회전수를 독립적으로 제어하는 연동제어부(40)를 포함하고; 상기 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 출력은 동일하되, 상기 제1,2,3감속기(14)(24)(34)는 1단 감속구조를 가지며; 상기 제1,2,3교반기(12)(22)(32)의 회전속도는, 제1교반기(12) <제2교반기(22) < 제3교반기(32)가 되고; 상기 제1응집설비(10)는, 상기 제1응집조(11) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제1전극(16a)(16b) 및 상기 제1응집조(11)에서 오염물질의 응집정도에 따라 상기 한쌍의 제1전극(16a)(16b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 최적의 응집이 수행될 수 있도록 상기 제1BLDC 모터(13)의 회전수를 제어하기 위한 제1전류변화신호를 발생하는 제1전류신호발생부(16c)로 구성되는 제1응집측정부(16)를 더 포함하고; 상기 제2응집설비(20)는, 상기 응집조(21) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제2전극(26a)(26b) 및 상기 제2응집조(21)에서 오염물질의 응집정도에 따라 상기 한쌍의 제2전극(26a)(26b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 최적의 응집이 수행될 수 있도록 상기 제2BLDC 모터(23)의 회전수를 제어하기 위한 제2전류변화신호를 발생하는 제2전류신호발생부(26c)로 구성되는 제2응집측정부(26)를 더 포함하며; 상기 제3응집설비(30)는, 상기 제3응집조(31) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제3전극(36a)(36b) 및 상기 제3응집조(31)에서 오염물질의 응집정도에 따라 상기 한쌍의 제3전극(36a)(36b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 최적의 응집이 수행될 수 있도록 상기 제3BLDC 모터(33)의 회전수를 제어하기 위한 제3전류변화신호를 발생하는 제3전류신호발생부(36c)로 구성되는 제3응집측정부(36)를 더 포함하는 것;을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1,2,3응집조(11)(21)(31)는 각각 하수가 경유하는 제1,2,3,4유로(S1)(S2)(S3)(S4)가 형성된 제1,2,3,4격벽(W1)(W2)(W3)(W4)에 의하여 순차적으로 연결된 구조이며; 상기 하수가 유입되는 제1유로(S1)는 상기 제1격벽(W1)의 일측 중앙측에 치우치게 형성되고; 상기 제2유로(S2)는 상기 제2격벽(W2)의 타측 하부 모서리측에 형성되며; 상기 제3유로(S3)는 상기 제3격벽(W3)의 일측 상부 모서리측에 형성되고; 최종 응집처리된 상기 하수가 배출되는 상기 제4유로(S4)는 상기 제4격벽(W4)의 중앙 하부측에 위치된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 있어서, 상기 제1응집조(11) 바닥에 설치된 제1마이크로웨이브조사부(17); 상기 제2응집조(21) 바닥에 설치된 제2마이크로웨이브조사부(27); 및 상기 제3응집조(31) 바닥에 설치된 제3마이크로웨이브조사부(37);를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 제1,2,3응집조에 미세제어가 가능한 제1,2,3BLDC모터를 채용함으로써 동력전달효율이 2단 감속기보다 높은 1 단 제1,2,3감속기를 채용할 수 있으며, 이에 |따라 응집장치를 가동하는 과정에서 소비전력을 줄일 수 있다. 특히 제1,2,3BLDC모터는 상대적으로 저속 또는 고속으로 회전수 제어가 되더라도 토크의 변화가 없으므로, 이에 따라 소비전력이 작은 BLDC모터를 채용할 수 있어 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있다.

또한 1 단 감속구조를 가지는 제1,2,3감속기를 채용함으로서 소음의 발생을 최소화할 수 있다.

또한 동일 출력 및 스펙의 제1,2,3BLDC모터을 채용하고, 동일 스펙의 제1,2,3감속기를 채용할 수 있으며, 이에 따라 유지관리를 용이하게 할 수 있다.

또한 제1,2,3탁도센서 및 연동제어부를 채용함으로서, 하수에 함유되는 오염물질이 많아지거나 적어질 때, 제1,2,3교반기의 회전속도를 독립적으로 미세제어할 수 있고, 이에 따라 응집 효율을 극대화시킬 수 있다.

더 나아가, 제1,2,3마이크로웨이브조사부를 채용함으로서, 하수내에 존재하는 조류 및 병원성 미생물을 완벽하게 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수처리장용 BLDC 응집장치를 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 응집장치에 있어, 제1,2,3응집조에 설치되는 제1,2,3교반기를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1의 응집장치가 다수개가 한조를 이루는 것을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1의 응집장치에 있어, 제1,2,3응집조에 형성된 수문의 위치를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 응집조에 전류변화량을 이용하여 응집된 정도를 측정하는 제1,2,3응집측정부가 설치된 것을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5의 제1,2,3응집측정부를 블록도로 도시한 도면,
도 7은 도 1의 응집조에 살균을 위한 마이크로웨이브를 조사하는 제1,2,3마이크로웨이브조사부가 설치된 것을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명에 따른 수처리장용 BLDC 응집장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리장용 BLDC 응집장치는 정수장, 하수처리장등에서 사용되는 것으로서, 응집제가 투입된 하수를 교반시킴으로서 그 하수내의 오염물질을 응집하기 위하여 순차적으로 배열된 제1,2,3응집설비(10)(20)(30)를 포함한다.

본 실시예에서 용이한 설명을 위하여 제1,2,3응집설비(10)(20)(30)를 1 개씩 도시하여 예시하고 있으나, 도 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 제1응집설비(10) 3 개가 병렬로 연결되고, 제2응집설비(20) 3 개가 병렬로 연결되며, 제3응집설비(30) 3 개가 병렬로 연결되어 구현되어 총 9 개가 1 조를 이루게 할 수 있음은 물론이다.

제1응집설비(10)는, 하수가 유입되는 제1응집조(11), 제1응집조(11)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제1교반기(12), 제1교반기(12)에 회전구동력을 제공하기 위한 제1BLDC모터(13) 및 제1BLDC모터(13)의 회전속도를 제1회전속도로 감속하는 제1감속기(14)를 포함한다.

제2응집설비(20)는, 제1응집조(11)를 경유한 하수가 유입되는 제2응집조(21), 제2응집조(21)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제2교반기(22), 제2교반기(22)에 회전구동력을 제공하기 위한 제2BLDC모터(23) 및 제2BLDC모터(23)의 회전속도를 제2회전속도로 감속하는 제2감속기(24)를 포함한다.

제3응집설비(30)는, 제2응집조(21)를 경유한 하수가 유입되는 제3응집조(31), 제3응집조(31)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제3교반기(32), 제3교반기(32)에 회전구동력을 제공하기 위한 제3BLDC모터(33) 및 제3BLDC모터(33)의 회전속도를 제3회전속도로 감속하는 제3감속기(34)를 포함한다.

상기 제1,2,3응집조(11)(21)(31)는 제1,2,3,4격벽(W1)(W2)(W3)(W4)에 의하여 순차적으로 연결된 구조이며, 제1,2,3,4격벽(W1)(W2)(W3)(W4)에는 하수가 경유하는 제1,2,3,4유로(S1)(S2)(S3)(S4)가 형성되어 있다. 이때 제1,2,3,4유로(S1)(S2)(S3)(S4)를 경유하는 하수가 제1,2,3응집조(11)(21)(31) 내부에서 오랜시간 머무를 수 있도록 상호 가장 먼거리에 형성된다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 하수가 유입되는 제1유로(S1)는 제1격벽(W1)의 일측 중앙측에 치우치게 형성되고, 제2유로(S2)는 제2격벽(W2)의 타측 하부 모서리측에 형성되며, 제3유로(S3)는 제3격벽(W3)의 일측 상부 모서리측에 형성되고, 최종 응집처리된 하수가 배출되는 제4유로(S4)는 제4격벽(W4)의 중앙 하부측에 위치된다. 이에 따라 제1유로(S1)를 통하여 유입되는 하수는 제1,2,3응집조(11)(21)(31)에서 상대적으로 오랜시간 머무르면서 응집 처리가 효과적으로 진행된 후 제4유로(S4)를 통하여 배출될 수 있는 것이다.

상기 제1,2,3교반기(12)(22)(32)는 회전축이 수직 방향을 향하게 설치되는 프로펠러 타입의 임펠러로서, 제1,2,3응집조(11)(21)(31) 내부에서 축방향으로 하수의 흐름을 발생한다.

여기서, 제1,2,3교반기(12)(22)(32)의 회전속도는, 응집처리전의 하수가 유입되는 제1응집조(11)에서 가장 느리고, 응집처리가 완료되는 제3응집조(31)에서 가장 빠르다. 즉 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)에 의하여 회전되는 제1,2,3교반기(12)(22)(32)의 회전속도는 제1교반기(12) <제2교반기(22) < 제3교반기(32)가 되는 것이다. 예를 들면, 제1교반기(12)의 회전속도는 10 rpm 이고, 제2교반기(22)의 회전속도는 14 rpm 이며, 제3교반기(32)의 회전속도는 19 rpm 이다.

상기 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)는, 브러쉬가 없는 브러쉬리스(Blushless DC) 모터로서, 코일이 권회된 다수의 스테이터(Stator)가 설치된 케이스와, 케이스에 대하여 회전되는 것으로서 다수의 극을 가지는 영구자석으로 된 로터(Rotor)와, 케이스에 설치되어 회전되는 로터의 위치를 감지하는 다수의 홀센서와, 홀센서에서 발생된 신호에 연동되어 로터의 회전수를 제어하거나 회전수를 설정하는 콘트롤러로 구성된다. 이때 홀센서는 영구자석인 로터의 위치를 감지한 후 발생되는 신호를 피드백하여 스테이터로 공급되는 전류를 어느때 변환할지 결정하며, 이에 따라 로터의 회전속도를 감지 및 피드백하여 보상점을 찾아 로터의 회전수를 즉각 높이거나 낮출 수 있다.

즉 제1,2,3BLDC 모터(13)(23)(33)는 뛰어난 동적반응을 가짐과 동시에 저속에서 고속까지 속도제어가 가능하며, 그럼에도 불구하고 토크의 변화없이 100rpm 이내의 저속에서 2,000 rpm 의 고속까지 속도제어가 가능하다. 이는 인버터 제어방식의 AC 모터가 저속으로 회전할 때 토크가 감소하는 것과 대비된다.

또한 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)는 동일 출력을 가지는 스펙을 가진다. 따라서 수처리장에는 여분으로 1 종류의 BLDC모터를 구비하면 되므로, 결과적으로 유지보수가 용이하고 관리부담이 적다.

특히 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)는 상대적으로 저속 또는 고속으로 회전수 제어가 되더라도 토크의 변화가 없으므로, 소비전력이 작은 BLDC모터, 본 실시예에서는 0,5KW 의 BLDC모터를 채용할 수 있고, 이에 따라 응집장치를 운영하는 과정에서 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있다. 이는 종래 AC 모터를 채용할 경우, 교반기를 상대적으로 고속으로 회전시킬 때 충분한 토크를 제공하기 위하여. 소비전력이 큰 고출력의 AC모터를 채용한 것과 대비된다.

상기 제1,2,3감속기(14)는 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33) 회전축의 회전속도를 1단 감속하는 감속구조를 가진다. 이때 제1,2,3감속기는 1 단 감속구조이기 때문에, 제1,3,BLDC모터(13)(23)(33)로부터 전달되는 동력 전달효율이 90% 이며, 2 단 감속기가 81% 의 동력 전달효율을 가지는 것과 대비된다. 따라서 1 단 감속구조의 제1,2,3감속기(14)(24)(34)를 채용함으로서, 소비전력을 줄일 수 있다. 더 나아가 1 단 감속구조인 제1,2,3감속기(14)(24)(34)는 특성상 소음이 발생이 적어, 응집장치를 24 내내 가동하더라도 소음에 따른 민원을 최소화할 수 있다.

또한 제1,2,3감속기(14)(24)(34)는 동일 스펙을 가지며, 따라서 수처리장에는 여분으로 1 종류의 감속기를 구비하면 되므로, 결과적으로 유지보수가 용이하고 관리부담이 적다.

한편 본 발명의 응집장치은, 제1응집조(11)에 설치된 것으로서, 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제1탁도신호를 발생하는 제1탁도센서(15)와; 제2응집조(21)에 설치된 것으로서, 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제2탁도신호를 발생하는 제2탁도센서(25)와; 제3응집조(31)에 설치된 것으로서, 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제3탁도신호를 발생하는 제3탁도센서(35)와; 상기 제1,2,3탁도신호에 연동되어 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 회전수를 독립적으로 제어하는 연동제어부(40);를 더 포함할 수 있다.

이러한 연동제어부(40)에 의하여, 제1,2,3탁도센서(15)(25)(35)는 해당되는 제1,2,3응집조(11)(21)(31)에서의 하수 오염물질 농도, 즉 탁도를 센싱하여 해당되는 제1,2,3탁도신호를 발생하고, 이러한 제1,2,3탁도신호는 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)를 제어하여 제1,2,3교반기(12)(22)(32)를 회전속도를 가변함으로서, 해당 제1,2,3응집조에서 최적의 응집이 수행되게 한다.

일반적으로 응집조로 유입되는 하수의 오염물질 농도는, 예를 들면 비가 올 경우나 환경적인 요인에 의하여 변화되므로, 교반기가 평소와 동일한 속도로 회전될 경우 오염물질의 응집이 제대로 진행되지 못할 수 있다.

그러나 본 발명에서는 제1,2,3탁도센서(15)(25)(35)를 채용하고, 미세제어가 가능한 제1,2,3BLDC 모터(13)(23)(33)를 채용함으로써, 하수의 오염물질 농도가 변화될 때 해당되는 교반기의 회전속도가 가변됨으로써 최적으로 응집효율을 기대할 수 있다.

도 5는 도 2의 응집조에 전류변화량을 이용하여 응집된 정도를 측정하는 제1,2,3응집측정부가 설치된 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 제1,2,3응집측정부를 블록도로 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 응집장치는, 제1응집조(11) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제1전극(16a)(16b) 및 상기 제1응집조(11)에서 오염물질의 응집정도에 따라 한쌍의 제1전극(16a)(16b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 대응되는 제1전류변화신호를 발생하는 제1전류신호발생부(16c)로 구성되는 제1응집측정부(16)와; 제2응집조(21) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제2전극(26a)(26b) 및 상기 제2응집조(21)에서 오염물질의 응집정도에 따라 한쌍의 제2전극(26a)(26b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 대응되는 제2전류변화신호를 발생하는 제2전류신호발생부(26c)로 구성되는 제2응집측정부(26)와; 제3응집조(31) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제3전극(36a)(36b) 및 상기 제3응집조(31)에서 오염물질의 응집정도에 따라 한쌍의 제3전극(36a)(36b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 대응되는 제3전류변화신호를 발생하는 제3전류신호발생부(36c)로 구성되는 제3응집측정부(36);를 더 포함할 수 있다.

상기 제1,2,3응집조(11)(21)(31) 내부에서 제1전극(16a)(16b), 제2전극(26a)(26b), 제2전극(36a)(36b) 각각에서 측정되는 전류는, 하수 내부의 오염물질이 응집됨에 따라 전류변화량이 발생되는데, 제1,2,3응집측정부(16)(26)(36)는 상기 전류변화량를 측정하여 각각 대응되는 제1,2,3전류변화신호를 발생하는 것이다. 이러한 제1,2,3전류변화신호는 연동제어부(40)로 전송되어 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 회전수를 독립적으로 제어하는데 사용되고, 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 회전수를 가변함으로써 최적의 응집이 수행되게 함과 동시에 소비전력을 최소화한다.

도 7은 도 1의 응집조에 살균을 위한 마이크로웨이브를 조사하는 제1,2,3마이크로웨이브조사부가 설치된 것을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 응집장치는, 제1응집조(11) 바닥에 설치된 제1마이크로웨이브조사부(17)와, 제2응집조(21) 바닥에 설치된 제2마이크로웨이브조사부(27)와, 제3응집조(31) 바닥에 설치된 제3마이크로웨이브조사부(37)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제1,2,3마이크로웨이브조사부(17)(27)(37)를 채용함으로써, 제1,2,3유로(S1)(S2)(S3)로 유입되는 하수에 포함되는 난분해성 물질의 생분해도를 높여 제거하고, 조류 및 병원성 미생물도 제거하여 하수의 처리 효율을 극대화시킬 수 있다.

일반적으로 응집조로 유입되는 하수가, 예를 들면 조류독감이나 구제역이 발생되는 지역에서 유입되거나, 특정 병원성 미생물이 많은 지역이나 병원에서 유입될 경우, 하수에는 각종 조류 및 병원성 미생물이 포함될 수 있다. 이러한 조류 및 병원성 미생물은 생존력이 강하여 처리 과정에서도 살아있을 수 있다.

그러나 본 발명에서는 제1,2,3응집조(11)(21)(31) 바닥에 제1,2,3마이크로웨이브조사부(17)(27)(37)를 설치함으로써, 하수내에 존재하는 조류 및 병원성 미생물을 제거할 수 있으며, 이에 따라 하수 처리 과정에서 완전한 박멸이 가능하다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 제1,2,3응집조(11)(21)(31)에 미세제어가 가능한 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)를 채용함으로써 동력 전달효율이 2단 감속기보다 상대적으로 높은 1 단 제1,2,3감속기(14)(24)(34)를 채용할 수 있고, 이에 따라 응집장치를 가동하는 과정에서 소비전력을 줄일 수 있다. 특히 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)는 상대적으로 저속 또는 고속으로 회전수 제어가 되더라도 토크의 변화가 없으므로 소비전력이 작은 BLDC모터, 본 실시예에서는 0,5KW 의 BLDC모터를 채용할 수 있고, 이에 따라 응집장치를 운영하는 과정에서 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있다.

또한 1 단 감속구조를 가지는 제1,2,3감속기(14)(24)(34)를 채용함으로서 소음의 발생을 최소화할 수 있다.

또한 본원발명의 BLDC 응집장치를 구현함에 있어, 동일 출력 및 스펙의 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)를 채용하고, 동일 스펙의 제1,2,3감속기가(14)(24)(34)를 채용할 수 있으며, 이에 따라 유지관리를 용이하게 할 수 있다.

또한 제1,2,3탁도센서(15)(25)(35), 제1,2,3응집측정부(16)(26)(36) 및 연동제어부(40)를 채용함으로서, 하수에 함유되는 오염물질이 많아지거나 적어질 때, 제1,2,3교반기(12)(22)(32)의 회전속도를 독립적으로 미세제어할 수 있고, 이에 따라 응집 효율을 극대화시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 ... 제1응집설비 11 ... 제1응집조
12 ... 제1교반기 13 ... 제1BLDC 모터
14 ... 제1감속기 15 ... 제1탁도센서
16 ... 제1응집측정부 16a, 16b ... 제1전극
16c ... 제1전류신호발생부 17 ... 제1마이크로웨이브조사부
20 ... 제2응집설비 21 ... 제2응집조
22 ... 제2교반기 23 ... 제2BLDC 모터
24 ... 제2감속기 25 ... 제2탁도센서
26 ... 제2응집측정부 26a, 26b ... 제2전극
26c ... 제2전류신호발생부 27 ... 제2마이크로웨이브조사부
30 ... 제3응집설비 31 ... 제3응집조
32 ... 제3교반기 33 ... 제3BLDC 모터
34 ... 제3감속기 35 ... 제3탁도센서
36 ... 제3응집측정부 36a, 36b ... 제3전극
36c ... 제3전류신호발생부 37 ... 제3마이크로웨이브조사부
40 ... 연동제어부

Claims

응집제가 투입된 하수를 교반시킴으로써 그 하수내의 오염물질을 응집하기 위하여 순차적으로 배열된 제1,2,3응집설비(10)(20)(30)를 포함하고;
상기 제1응집설비(10)는, 상기 하수가 유입되는 제1응집조(11), 상기 제1응집조(11)에 설치되어 상기 하수를 교반하기 위한 제1교반기(12), 상기 제1교반기(12)에 회전구동력을 제공하기 위한 제1BLDC모터(13), 상기 제1BLDC모터(13)의 회전속도를 제1회전속도로 감속하는 제1감속기(14) 및 상기 제1응집조(11)에 설치된 것으로서 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제1탁도신호를 발생하는 제1탁도센서(15)를 포함하며;
상기 제2응집설비(20)는, 상기 제1응집조(11)를 경유한 하수가 유입되는 제2응집조(21), 상기 제2응집조(21)에 설치되어 상기 하수를 교반하기 위한 제2교반기(22), 상기 제2교반기(22)에 회전구동력을 제공하기 위한 제2BLDC모터(23), 상기 제2BLDC모터(23)의 회전속도를 제2회전속도로 감속하는 제2감속기(24) 및 상기 제2응집조(21)에 설치된 것으로서 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제2탁도신호를 발생하는 제2탁도센서(25)를 포함하고;
상기 제3응집설비(30)는, 상기 제2응집조(21)를 경유한 하수가 유입되는 제3응집조(31), 상기 제3응집조(31)에 설치되어 하수를 교반하기 위한 제3교반기(32), 상기 제3교반기(32)에 회전구동력을 제공하기 위한 제3BLDC모터(33), 상기 제3BLDC모터(33)의 회전속도를 제3회전속도로 감속하는 제3감속기(34) 및 상기 제3응집조(31)에 설치된 것으로서 대상 하수의 탁도를 센싱하여 대응되는 제3탁도신호를 발생하는 제3탁도센서(35)를 포함하며;
상기 제1,2,3탁도신호에 연동되어 상기 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 회전수를 독립적으로 제어하는 연동제어부(40)를 포함하고;
상기 제1,2,3BLDC모터(13)(23)(33)의 출력은 동일하되, 상기 제1,2,3감속기(14)(24)(34)는 1단 감속구조를 가지며;
상기 제1,2,3교반기(12)(22)(32)의 회전속도는, 제1교반기(12) <제2교반기(22) < 제3교반기(32)가 되고;
상기 제1응집설비(10)는, 상기 제1응집조(11) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제1전극(16a)(16b) 및 상기 제1응집조(11)에서 오염물질의 응집정도에 따라 상기 한쌍의 제1전극(16a)(16b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 최적의 응집이 수행될 수 있도록 상기 제1BLDC 모터(13)의 회전수를 제어하기 위한 제1전류변화신호를 발생하는 제1전류신호발생부(16c)로 구성되는 제1응집측정부(16)를 더 포함하고;
상기 제2응집설비(20)는, 상기 제2응집조(21) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제2전극(26a)(26b) 및 상기 제2응집조(21)에서 오염물질의 응집정도에 따라 상기 한쌍의 제2전극(26a)(26b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 최적의 응집이 수행될 수 있도록 상기 제2BLDC 모터(23)의 회전수를 제어하기 위한 제2전류변화신호를 발생하는 제2전류신호발생부(26c)로 구성되는 제2응집측정부(26)를 더 포함하며;
상기 제3응집설비(30)는, 상기 제3응집조(31) 내측에 마주보게 설치되어 전류가 인가되는 한쌍의 제3전극(36a)(36b) 및 상기 제3응집조(31)에서 오염물질의 응집정도에 따라 상기 한쌍의 제3전극(36a)(36b) 사이에서 변화되는 전류변화량를 측정하여 최적의 응집이 수행될 수 있도록 상기 제3BLDC 모터(33)의 회전수를 제어하기 위한 제3전류변화신호를 발생하는 제3전류신호발생부(36c)로 구성되는 제3응집측정부(36)를 더 포함하는 것;을 특징으로 하는 수처리장용 BLDC 응집장치.
제1항에 있어서,
상기 제1,2,3응집조(11)(21)(31)는 각각 하수가 경유하는 제1,2,3,4유로(S1)(S2)(S3)(S4)가 형성된 제1,2,3,4격벽(W1)(W2)(W3)(W4)에 의하여 순차적으로 연결된 구조이며;
상기 하수가 유입되는 제1유로(S1)는 상기 제1격벽(W1)의 일측 중앙측에 치우치게 형성되고;
상기 제2유로(S2)는 상기 제2격벽(W2)의 타측 하부 모서리측에 형성되며;
상기 제3유로(S3)는 상기 제3격벽(W3)의 일측 상부 모서리측에 형성되고;
최종 응집처리된 상기 하수가 배출되는 상기 제4유로(S4)는 상기 제4격벽(W4)의 중앙 하부측에 위치된 것을 특징으로 하는 수처리장용 BLDC 응집장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1응집조(11) 바닥에 설치된 제1마이크로웨이브조사부(17);
상기 제2응집조(21) 바닥에 설치된 제2마이크로웨이브조사부(27); 및
상기 제3응집조(31) 바닥에 설치된 제3마이크로웨이브조사부(37);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장용 BLDC 응집장치.