KR101921447B1 - 수중 펌프 구동식 상등수 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리조의 수위에 따라 부력으로 승하강 이동하면서 상등수를 배출하는 상등수 배출장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 부력 수단과 수중 펌프에 의해 상등수를 흡입, 배출하는 수중 펌프 수단 및 상기 수중 펌프 수단의 하우징에 형성된 배출구에 연결하되 역 U자형으로 연결되고 수중 펌프 구동에 따라 자동 계폐 작동하는 체크 밸브가 설치되는 배출 수단으로 구성하여서 수중 펌프 수단이 직접 승하강 이동하면서 상등수를 펌프 구동 방식으로 상등수를 흡입 배출하되, 상기 상등수를 오폐수 수위와 상관없이 신속하면서 일정하게 배출하므로 상등수 배출 성능을 향상시키고, 이로 인해 오폐수의 혐기, 호기, 침전과 같은 전처리 시간을 길게 확보할 수 있어 종래보다 수질이 우수한 상등수를 배출하게 됨은 물론 상기 수중 펌프 구동에 따라 배출 관로를 자동 개폐하므로 전처리 과정이나 처리조에 오폐수 과다 유입시 종래와 같이 배출 관로로 이물질이 유입되어 상등수를 오염시키는 문제나 에어 유입에 의한 부력값 변동으로 승하강 위치의 오작동을 유발하는 문제를 근본적으로 해결하도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

수중 펌프 구동식 상등수 배출장치{UPPER WATER EXHAUST APPARATUS}

본 발명은 처리조의 수위에 따라 부력으로 승하강 이동하면서 상등수를 배출하는 상등수 배출장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 부력 수단에 의해 수중 펌프 수단이 직접 승하강 이동하면서 펌프 구동 방식으로 상등수를 오폐수 수위와 상관없이 신속하면서 일정하게 배출하므로 상등수 배출 성능을 향상시키고, 이로 인해 오폐수의 혐기, 호기, 침전과 같은 전처리 시간을 길게 확보할 수 있어 종래보다 수질이 우수한 상등수를 배출하게 됨은 물론 상기 수중 펌프 구동에 따라 배출 관로를 자동 개폐하므로 이물질 유입 문제나 에어 유입에 의한 부력값 변동으로 승하강 위치의 오작동을 유발하는 문제를 근본적으로 해결하는 수중 펌프 구동식 상등수 배출장치에 관한 것이다.

최근 산업 발전과 함께 가정이나 식당, 공장 등에서 배출되는 하수, 오수, 폐수(이하 오폐수라 칭함)가 급증하고 이로 인해 각종 수질 오염이나 토양 오염의 문제가 매우 심각하게 대두되고 있는 실정이다.

이와 같은 문제를 해결하고자 오폐수 처리를 위한 오폐수 처리 설비를 법적으로 설치하도록 강제하고 있다.

상기한 오폐수 처리 설비는 다양한 기술이 개시된 바 있는데, 그 중 하나가 상등수 배출장치이다.

상기 상등수 분리 배출장치는 처리조로 유입되는 오폐수를 혐기, 호기, 침전 및 배출(SBR 공정)이라는 싸이클에 의해 이물질을 부유 및 침전시킨 후 수면 아래에 위치하는 상등수만 분리 배출하는 것이다.

이러한 오폐수 처리 사이클은 시간상의 문제로 하루에 최대 4번 정도로 운영이 제한되고 있다.

그러나 상기한 오폐수 처리 사이클에서 배출을 제외한 혐기, 호기, 침전 등의 전처리 과정 시간이 부족하여 충분한 혐기, 호기, 침전 과정을 수행하지 못하므로 상등수의 수질 상태가 떨어지는 문제가 있었다. 이로 인해 상등수의 배출 시간을 줄이고, 혐기, 호기, 침전 과정을 충분히 갖을 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 상기한 종래 상등수 분리 배출장치는 디켄트 본체의 부력값에 의해 디켄트 본체가 처리조의 오폐수 수위에 따라 승하강하면서 유입구 및 배출구를 통해 상등수를 분리 배출하도록 하는 것이다.

그러나 상기한 종래 상등수 분리장치는 디켄트 본체의 유입구와 배출구를 통해 상등수를 수압에 의해 자연 배출되도록 유도하기 때문에 상등수 배출량이 제한적이고 오폐수 수위에 따라 상등수의 배출량이 가변되어 상등수 배출이 신속하고 일정하게 이루어지도록 조절할 수 없는 문제점이 있었다.

더우기, 상기 디켄트 본체는 유입구와 배출구 및 배출 관로가 항상 개방된 구조로 디켄트 본체 보다 하부 위치로 형성되어 상등수 이외에 이물질이 함께 유입되어 상등수를 오염시킬 될 우려가 있었다.

특히 상기 오폐수의 전처리 과정(혐기, 호기, 침전 과정)이나 처리조에 처리 용량보다 과다의 오폐수가 유입되는 경우에 이물질 유입은 물론 에어가 유입되어 부력값이 변동되는 오 작동으로 상등수 배출이 곤란함은 물론 이 경우 디켄트 본체의 부력값을 재 셋팅해야 하고, 이 과정 중에 장치를 가동할 수 없는 문제 등이 있었다.

한편, 특허등록 제10-1143858호에서는 배출관에 연결되는 공급관을 부력에 의해 상등수 위치로 회전하면서 위치하도록 연결 설치하고, 고정식 펌프 가동에 의해 상등수를 흡입 배출하도록 하므로 종래 자연 배출 방식에 비해 상등수 배출을 다소 신속하고 일정하게 수행할 수 있었으나 상기 공급관의 구조적 한계로 상등수 배출량을 증대시키는데 한계를 갖고 있었다.

또한, 상기 처리조에서 공급관이 부력에 의해 회전하며 승하강하기 때문에 처리조의 면적 사이즈가 증대되고, 상기 배출관과 공급관의 연결 부위, 즉 자바라관 형태의 연결 부위가 반복적인 회전 작동에 의해 쉽게 손상되고, 이를 자주 유지, 보수해야 하는 불편함을 갖는 문제점이 있었다.

또한, 상기 처리조의 전처리 과정(혐기, 호기, 침전 과정)이나 처리조로 오폐수가 처리 용량보다 과다 유입되는 경우에 공급관으로 이물질이 유입되어 펌프 가동시 상등수와 함께 배출되면서 상등수를 오염시키는 문제점이 있었다.

특허등록 제10-1000076호 등록특허 제10-1442427호

본 발명은 상기와 같이 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 부력 수단에 수중 펌프 수단을 결합하여 수중 펌프 수단이 직접 승하강 이동하면서 상등수를 펌프 구동 방식으로 흡입 배출하되, 상기 상등수를 오폐수 수위와 상관없이 신속하면서 일정하게 배출하므로 상등수 배출 성능을 향상시키고, 이로 인해 오폐수의 혐기, 호기, 침전과 같은 전처리 시간을 길게 확보할 수 있어 종래보다 수질이 우수한 상등수를 배출하게 됨은 물론 상기 수중 펌프 구동에 따라 배출 관로를 자동 개폐하므로 전처리 과정이나 처리조에 오폐수 과다 유입시 종래와 같이 배출 관로로 이물질이 유입되어 상등수를 오염시키는 문제나 에어 유입에 의한 부력값 변동으로 승하강 위치의 오작동을 유발하는 문제를 근본적으로 해결하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 수중 펌프 수단의 하우징에 하나의 유입구와 좌우 양측에 복수의 배출구를 대향 형성하여 무게 중심을 일정하게 유지함은 물론 상등수의 흡입, 배출시 좌우 배출구로 균등 배출하도록 유도하므로 승하강 안정성을 우수하게 확보하도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 부력을 갖는 부력 수단과, 상기 부력 수단의 부력에 의해 상등수 상부 위치로 부상하도록 연결 설치되고, 수중 펌프에 의한 흡입력으로 상등수를 펌프 하우징의 유입구를 통해 흡입하여 적어도 둘 이상의 배출구로 배출하는 수중 펌프 수단 및, 상기 펌프 하우징의 각 배출구에 역 U자 형으로 연결하는 제1 배출배관과 상기 제1 배출배관을 하나로 연결하는 제2 배출배관으로 구성하되, 상기 제1 배출배관에는 상등수가 상승 배출되는 상승 배출부에 체크 밸브를 마련하여 수중 펌프의 온,오프 작동시 수압에 의해 개폐 작동하도록 하는 배출 수단으로 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 펌프 하우징은 유입구를 하부 중앙, 배출구를 좌우 양측에 복수로 대향 형성하여 무게 중심을 일정하게 유지하도록 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 펌프 하우징은 내부 바닥에 유입구를 중심으로 좌우 배출구로 상등수의 배출을 균등하게 유도하는 곡선 형태의 유도판을 등간격으로 설치 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 펌프 하우징의 바닥은 외측에서 내측 중앙의 유입구를 향해 하향 경사를 갖는 경사부로 형성하고, 상기 체크 밸브는 배출구에 인접 위치로 설치하여 펌프 하우징 내부로 슬러지 유입 및 잔존을 방지하도록 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 부력 수단과 수중 펌프에 의해 상등수를 흡입, 배출하는 수중 펌프 수단 및 상기 수중 펌프 수단의 하우징에 형성된 배출구에 연결하되 역 U자형으로 연결되고 수중 펌프 구동에 따라 자동 계폐 작동하는 체크 밸브가 설치되는 배출 수단으로 구성하여서 수중 펌프 수단이 직접 승하강 이동하면서 상등수를 펌프 구동 방식으로 상등수를 흡입 배출하되, 상기 상등수를 오폐수 수위와 상관없이 신속하면서 일정하게 배출하므로 상등수 배출 성능을 향상시키고, 이로 인해 오폐수의 혐기, 호기, 침전과 같은 전처리 시간을 길게 확보할 수 있어 종래보다 수질이 우수한 상등수를 배출하게 됨은 물론 상기 수중 펌프 구동에 따라 배출 관로를 자동 개폐하므로 전처리 과정이나 처리조에 오폐수 과다 유입시 종래와 같이 배출 관로로 이물질이 유입되어 상등수를 오염시키는 문제나 에어 유입에 의한 부력값 변동으로 승하강 위치의 오작동을 유발하는 문제를 근본적으로 해결하는 효과를 갖는 것이다.

또한, 상기 수중 펌프 수단의 하우징에 하나의 유입구와 좌우 양측에 복수의 배출구를 대향 형성하여 무게 중심을 일정하게 유지함은 물론 상등수의 흡입, 배출시 좌우 배출구로 균등 배출하도록 유도하므로 승하강 안정성을 우수하게 확보하도록 하는 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 장치를 보여주는 정면 구성도.
도 2는 도 1의 요부 확대도.
도 3은 본 발명 펌프 하우징의 평 단면도.
도 4는 본 발명의 장치를 처리조에 설치한 상태도.
도 5는 도 1의 다른 실시 예시도.
도 6은 도 1의 작동도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 수중 펌프 구동식 상등수 배출장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 오폐수가 유입되는 처리조에서 수위에 따라 부력으로 승하강 이동하면서 수중 펌프 구동에 의해 상등수를 오폐수 수위에 상관없이 신속하면서 일정하게 배출하도록 이루어지는 것이다.

이러한 본 발명은 부력 수단(10), 수중 펌프 수단(20), 배출 수단(30)으로 구성하여 이루어진다.

상기 부력 수단(10)은 본체(11) 내부에 부력실이나 그 밖에 부력을 발생하는 수단을 마련하여 수중 펌프 수단(20) 및 배출 수단(30)을 처리조(5)에서 상등수 상부 위치로 부상시키되 수중 펌프 수단(20) 및 배출 수단(30)이 오폐수 수위에 따라 승하강 이동하도록 구성하는 것이다.

이때, 상기 부력 수단(10)은 펌프 수단(20)과 배출 수단(30)의 무게나 오폐수 처리 용량 등에 따라 부력값을 조절할 수 있는 부력값 조절수단(미도시)을 별도 마련하고 있다.

상기 수중 펌프 수단(20)은 부력 수단에 연결 설치하고, 임펠러(22)를 회전 구동에 의한 흡입력으로 상등수를 흡입/토출하는 수중 펌프(21)와, 상기 상등수가 유입되는 유입구(26)와 배출되는 배출구(27)를 갖는 펌프 하우징(25)으로 구성하되 별도의 제어부에 의해 제어 작동하도록 구성하는 것이다.

또한, 상기 펌프 수단(20)의 내부에는 온도, 누수 등을 상황을 감지할 수 있는 모니터링 유니트(미도시)를 내장하여 장치의 상태를 중앙 통제 시스템에서 확인 가능하도록 구성하는 것이다.

상기 펌프 하우징(25)은 유입구(26)를 하부 중앙, 배출구(27)를 좌우 양측에 복수로 대향 형성하여 상등수의 배출량을 종래보다 증대시키도록 구성함은 물론 하우징의 무게 중심을 일정하게 유지하여 처리조에서 부력에 의해 승하강 이동시 안정성을 확보하도록 구성하는 것이다.

그리고, 상기 펌프 하우징(25)의 내부 바닥에는 유입구(26)를 중심으로 좌우 배출구(27)로 상등수의 배출을 균등하게 유도하는 곡선 형태의 유도판(28)을 등간격으로 설치 구성한다.

또한, 상기 펌프 하우징의 바닥은 도 5에 도시된 바와 같이 외측에서 내측 중앙의 유입구(26)를 향해 하향 경사를 갖는 경사부(29)로 형성하여 처리조의 전처리 과정(혐기, 호기, 침전 과정)이나 처리조로 오폐수가 처리 용량보다 과다 유입되면서 내부로 들어온 이물질을 다시 외부로 배출 유도하도록 구성하는 것이다.

상기 배출 수단(30)은 펌프 하우징의 각 배출구(27)에 역 U자 형으로 연결하는 제1 배출배관(31)과 상기 제1 배출배관(31)을 통해 배출되는 상등수를 한번에 모아 외부로 배출하도록 하나로 연결하는 제2 배출배관(32)으로 구성하되, 상기 제1 배출배관(31)에는 상등수가 상승 배출되는 상승 배출부(31a)에 체크 밸브(35)를 마련하여 수중 펌프 수단의 온,오프 작동시 수압에 의해 자동으로 개폐 작동하도록 구성하는 것이다.

여기서, 상기 제1 배출배관(31)의 체크 밸브(35)는 배출구(27)에 인접 위치로 설치하여 슬러지 유입을 최대한 방지하도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 제2 배출배관(32)은 고무 튜브 이외 플랙시블 관체, 예를 들면 스텐레스 주름관 등으로 형성하여 내구성을 갖추도록 구성하되, 상기 제2 배출배관(32)은 처리조의 하부로 안내 설치하는 것이 아니라 처리조의 상부에 적어도 1.5m 이상 높이로 안내 설치하여 펌프 오프시 배관 내부의 수압에 의해 제1 배출배관의 체크 밸브(35)가 자동 차단 작동하도록 구성하는 것이다.

미 설명 부호로서, 5a는 저수조(5)의 오폐수 유입구, 31b는 제1 배출배관의 하강 배출부를 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명의 장치는 부력 수단(10)에 의해 수중 펌프 수단(20)과 배출 수단(30)을 연결 설치하여서 처리조(5)에 유입되는 오폐수의 수위에 따라 부력 수단의 부력에 의해 수중 펌프 수단(20)과 배출 수단(30)이 직접 승하강 이동하면서 상등수를 오폐수 수위에 상관없이 신속하면서 일정하게 펌프 구동 방식으로 배출하도록 하는 것이다.

이 과정을 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 처리조(5)에 오폐수가 유입되고, 혐기, 호기, 침전 등의 전처리 과정을 통해 오폐수의 부유물, 침전물 등의 이물질을 부상시키거나 침전시키는 전처리 과정을 수행하되, 충분한 시간으로 상등수의 수질이 우수하게 확보되도록 수행한다.

이 과정에서 상기 수중 펌프 수단(20)의 펌프 하우징(25)에 연결된 배출 수단(30)은 내부에 체크 밸브(35)가 설치되어 있어 배출 배관을 차단하기 때문에 이물질의 유입을 방지하게 되는 것이다.

특히, 상기 배출 수단의 제1 배출배관(31)은 펌프 하우징의 각 배출구(27)에 역 U자형으로 연결하되 상기 제1 배출배관(31)에서 상등수가 상승 배출하는 상승 배출부(31a)로 체크 밸브(35)가 설치되어 수중 펌프 오프 작동시 제1 배출배관(31)에서 체크 밸브 상부 위치와 제2 배출배관(32) 내부로 채워져 있는 상등수의 수압에 의해 체크 밸브(35)가 자동으로 차단되어 이물질의 유입을 원천적으로 차단하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 처리조(5)의 전처리 과정 후 상등수를 배출하고자 하는 경우에는 수중 펌프 수단의 수중 펌프(21)를 구동시킨다.

상기 수중 펌프(21)의 구동에 의해 임펠러(22)가 회전하면서 발생되는 흡입력으로 상등수를 펌프 하우징(25)의 하부 중앙에 위치하는 유입구(26)로 유입하고 펌프 하우징(25)의 좌우 양측에 복수로 대향 형성되는 배출구(27)를 통해 배출하는 것이다.

이때, 상기 펌프 하우징(25)의 내부 바닥에 유입구(26)를 중심으로 좌우 배출구(27)로 곡선 형태의 유도판(28)을 등간격으로 설치 구성하고 있어 유입구(26)로 유입된 상등수를 유도판(28)에 의해 좌우 배출구(28)로 균등하게 배출 유도하게 되는 것이다.

뿐만 아니라 상기 펌프 하우징(25)은 하부 중앙에 유입구(26), 좌우 양측에 배출구(27)를 대향 형성하는 구조에 의해 종래보다 상등수의 배출량을 최대로 증대시킴은 물론 펌프 하우징의 무게 중심을 일정하게 유지하도록 하므로서 처리조에서 승하강 이동시 안정성을 우수하게 확보하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 펌프 하우징의 좌우 배출구(27)로 배출되는 상등수는 각 배출구에 연결되는 배출 수단의 제1 배출배관(31)과 상기 제1 배출배관을 하나로 연결하는 제2 배출배관(22)을 통해 배출된다.

이때, 상기 제1 배출배관은 역 U자형 구조로 펌프 하우징의 배출구(27)에서 배출된 상등수를 상승 배출부(31a)에서 상승 배출한 후 하강 배출부(31b)에서 하강 배출하게 되는데, 상기 상승 배출부(31a)의 체크 밸브(35)가 상등수 배출 수압에 의해 자동 개방되면서 상등수를 원활하게 배출하게 되는 것이다.

그리고 상기 수중 펌프 수단의 수중 펌프(21)를 오프 작동하면, 상기 배출 수단을 통해 상등수의 배출이 중단되면서 전술한 바와 같이 제1 배출배관의 체크 밸브(35)가 자동 차단되어 이물질 유입을 방지하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 상기 배출 수단의 체크 밸브(35)를 펌프 하우징의 좌우 배출구(27)에 인접 위치로 설치하고, 상기 펌프 하우징의 바닥은 외측에서 내측 중앙의 유입구(26)를 향해 하향 경사를 갖는 경사부(29)로 형성하는 것에 의해 전술한 전처리 과정에서 처리조에 오폐수 유입시 이물질이 펌프 하우징의 유입구(26)- 배출구(27)- 배출 수단의 제1 배출배관(31)으로 유입되는 것을 최소화함은 물론 내부에 이물질이 침전 과정에서 상기 제1 배출배관(31)과 펌프 하우징의 바닥에 형성된 경사부(29)를 통해 외부로 원활하게 배출되도록 유도하므로서 상등수 배출시 이물질이 포함되는 것을 최대한 방지하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 부력 수단에 수중 펌프 수단을 결합하여 수중 펌프 수단이 직접 승하강 이동하면서 상등수를 펌프 구동 방식으로 흡입 배출하되, 상기 상등수를 오폐수 수위와 상관없이 신속하면서 일정하게 배출하므로 상등수 배출 성능을 향상시키고, 이로 인해 오폐수의 혐기, 호기, 침전과 같은 전처리 시간을 길게 확보할 수 있어 종래보다 수질이 우수한 상등수를 배출하게 됨은 물론 상기 수중 펌프 구동에 따라 배출 관로를 자동 개폐하므로 전처리 과정이나 처리조에 오폐수 과다 유입시 종래와 같이 배출 관로로 이물질이 유입되어 상등수를 오염시키는 문제나 에어 유입에 의한 부력값 변동으로 승하강 위치의 오작동을 유발하는 문제를 원천적으로 방지하게 되는 것이다.

5: 처리조 10; 부력 수단
20: 수중 펌프 수단 21: 수중 펌프
25: 펌프 하우징 26: 유입구
27: 배출구 30: 배출 수단
31: 제1 배출배관 31a; 상승 배출부
32: 제2 배출배관 35: 체크 밸브

Claims (4)

1. 부력을 갖는 부력 수단(10)과,
   상기 부력 수단의 부력에 의해 처리조(5)의 오폐수 수위에 따라 상등수 상부 위치로 부상하고, 수중 펌프(21)에 의한 흡입력으로 상등수를 펌프 하우징(25)으로 흡입, 토출하는 수중 펌프 수단(20) 및,
   상기 수중 펌프 수단에 의해 흡입, 토출되는 상등수를 배출하는 배출수단(30)으로 구성하는 수중 펌프 구동식 상등수 배출장치에 있어서,
   상기 펌프 하우징(25)은 하부 중앙에 유입구(26)와, 좌우 양측에 서로 대향되게 배출구(27) 및, 내부 바닥에 유입구(26)를 중심으로 좌우 배출구(27)로 상등수를 균등하게 배출 유도하도록 등간격 위치에 곡선 형태의 유도판(28)을 형성하여 구성하고,
   상기 배출수단(30)은 펌프 하우징의 각 배출구(27)에 역 U자 형으로 연결하는 제1 배출배관(31)과 상기 제1 배출배관(31)을 하나로 연결하는 제2 배출배관(32)으로 구성하되, 상기 제1 배출배관(31)에는 상등수가 상승 배출되는 상승 배출부(31a)에 체크 밸브(35)를 마련하여 수중 펌프의 온,오프 작동시 수압에 의해 자동으로 개폐 작동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 수중 펌프 구동식 상등수 배출장치.
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