KR101988251B1 - 복합식 슬러지 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합식 슬러지 제거 장치에 관한 것으로서, 침전지의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하는 과정에서 슬러지 수집기를 통한 슬러지 수집 구간 및 슬러지 배출기를 통한 슬러지 배출 구간을 별도로 운영하여 결국 슬러지 배출기의 이동 거리를 줄여줌으로써 슬러지 제거를 위한 이동부의 구성을 단순화시킬 수 있고 불필요한 동력 손실을 줄여 슬러지 제거 효율을 향상시킬 수 있고, 슬러지 배출기의 이동 거리를 줄여줌으로써 이를 연결하는 슬러지 배출 호스의 길이를 줄여 슬러지 배출 호수의 유지 관리를 용이하게 하고 과다 노출로 인해 동절기 동결 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

복합식 슬러지 제거 장치{HYBRID DEVICE FOR REMOVING SLUDGE}

본 발명은 슬러지 제거 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 침전지 바닥에 침전된 슬러지를 수집하여 흡입 배출하도록 하는 복합식 슬러지 제거 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 수처리 시설에서는 대부분 응집단계, 침전단계 및 여과단계를 거쳐 물을 정수하게 된다.

상기 응집단계에서는 오탁수에 포함된 미세 입자들의 침전 속도를 높일 수 있게 응집제를 이용해 더 큰 덩어리 형태의 슬러지로 응집시키고, 상기 침전단계에서는 상기 응집된 슬러지들을 침전시켜 분리시키며, 상기 여과단계에서는 슬러지가 침전 분리된 침전 처리수를 여재를 통해 여과시키는 것이다.

상기한 침전단계는 대부분 정수장의 침전지에서 이루어지며, 침전지의 하부에 침전된 다량의 슬러지는 정기적으로 제거해줄 필요성이 있다.

침전지의 하부에 침전된 다량의 슬러지를 제거하기 위한 다양한 방식의 슬러지 제거 장치들이 적용되고 있기는 하나, 사이폰 또는 자흡식 펌프 등의 흡입력을 이용해 물과 함께 슬러지를 흡입하여 배출하는 흡입식 슬러지 제거 장치가 사용상의 편리성과, 침전지의 휴면 시간을 최소화할 수 있어 널리 사용되고 있다.

종래 흡입식 슬러지 제거 장치는 흡입 파이프가 구비된 슬러지 흡입 배출기가 침전지의 하부 바닥 전구간을 이동하며, 흡입파이프 하부에 형성된 다수 개의 슬러지유입구로 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하여 제거하는 방식이다.

그러나, 종래 흡입식 슬러지 제거 장치의 경우 슬러지 흡입 배출기가 침전지의 전구간에 걸쳐 이동하며 슬러지를 흡입 배출하기 때문에 슬러지가 거의 누적되지 않는 침전지 유입부까지 불필요하게 이동 및 흡입 배출이 이루어지기 때문에 슬러지 제거 효율을 저하시키게 되는 단점을 갖는다.

또한, 종래 흡입식 슬러지 제거 장치의 경우 전술한 바와 같이 슬러지 흡입 배출기의 불필요한 이동 구간의 증가로 인해 침전지 수면부에서 유지 관리 해야 하는 슬러지 배출 호스의 길이가 증가하게 될 뿐만 아니라 동절기에 슬러지 배출 호스의 과다 노출로 인해 동결 현상이 발생하게 되는 단점을 갖는다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0278744호(2002년 06월 04일) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0880981(2005년03월29일) 대한민국 등록특허공보 제10-0571327호(2008년11월25일)

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 침전지의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하는 과정에서 슬러지 수집 구간과 슬러지 배출 구간을 별도로 운영하여 슬러지 배출 구간의 거리를 줄임으로써 슬러지 제거 장치의 작동 방식을 단순화시킴과 아울러 슬러지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 복합식 슬러지 제거 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬러지 제거 장치는, 침전지의 상류측 유입단으로부터 하류측으로 이동하며 바닥에 침전된 슬러지를 밀어 수집하는 슬러지 수집기; 및 상기 슬러지 수집기보다 하류측에 설치되어 상기 하류측 유출단부로 이동하며 하류측에 침전 및 수집된 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하는 슬러지 배출기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 슬러지 배출기에 의한 슬러지 배출 구간은 상기 슬러지 수집기에 의한 슬러지 수집 구간 중 적어도 하류측 일부에 중첩되게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 침전지 내의 처리수 흐름 방향을 따라 상기 슬러지 수집기 및 상기 슬러지 배출기를 왕복 이동시키는 장치 이동 수단;을 더 포함하고, 상기 장치 이동 수단은 상기 슬러지 수집기가 상기 슬러지 수집 구간 전체를 왕복하도록 이동시키되, 상기 슬러지 배출기가 상기 슬러지 수집기에 의해 종속적으로 상기 슬러지 배출 구간 한정 구역 내를 왕복 이동하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 슬러지 배출 한정 구역 내에서 상기 슬러지 배출기를 상기 슬러지 수집기에 체결하기 위한 배출기 착탈 수단;을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 슬러지 수집기는 상기 침전지의 처리수 흐름 방향으로 이동 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 수집기 이동 프레임; 상기 수집기 이동 프레임 내에서 경사각 조절 가능하게 축 고정되어 설치되는 슬러지 수집 스크래퍼; 및 상기 슬러지 수집기의 이동 방향에 따라 상기 슬러지 수집 스크래퍼의 경사각을 조절하는 스크래퍼 경사 조절 수단;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 장치 이동 수단은 상기 침전지의 하류측 단부 상측에 고정 설치되는 윈치 드럼; 상기 침전지 상류측과 하류측 단부 측벽면에 각각 고정되는 와이어 로프 풀리; 상기 와이어 로프 풀리들 사이의 상기 슬러지 수집 구간 내에 상기 슬러지 수집기를 끌어 왕복 이동시키도록 상기 윈치 드럼을 연결하는 와이어 로프; 및 상기 와이어 로프를 통해 상기 슬러지 수집기를 끌어 이동시키도록 상기 윈치 드럼을 통해 구동력을 전달하는 윈치 드럼 구동 모터;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 스크래퍼 경사 조절 수단은 상기 와이어 로프에 연결되며 상기 수집기 이동 프레임 상측에 구비된 활대 구속 브래킷 내부에서 기설정된 자유 이동 구간을 갖도록 구속 결합되는 가동 활대; 상기 슬러지 수집 스크래퍼의 스크래퍼 가동판 중심부에 구비되며 일측에 편심되게 중량추가 구비되는 연동 휠; 및 상기 가동 활대와 상기 연동 휠을 연결하며 상기 와이어 로프에 의해 당겨져 이동된 상기 가동 활대의 자유 이동 방향에 따라 상기 연동 휠의 회전 방향을 전환시켜 상기 슬러지 수집 스크래퍼의 경사각을 조절하는 스크래퍼 경사 조절 로프;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 슬러지 배출기는 상기 침전지의 처리수 흐름 방향으로 상기 이동 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 배출기 이동 프레임; 및 상기 배출기 이동 프레임의 길이 방향을 따라 연장 설치되고, 하부에 간격을 두고 복수의 슬러지 흡입공들이 형성되는 흡입 파이프;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 배출기 착탈 수단은 상기 수집기 이동 프레임의 일측 상부에 회동 가능하게 설치되는 걸림바; 상기 걸림바의 후단부에 형성되는 가이드 롤; 상기 걸림바의 전단부에 형성된 걸림턱이 걸려 고정되게 상기 배출기 이동 프레임의 일측 상부에 연장 형성되는 체결바; 상기 침전지의 측벽면 상에 구비되며 상기 가이드 롤을 가이드면을 따라 구름 이동시켜 상기 걸림바가 상기 체결바에 체결 및 분리하게 회동시키는 착탈 가이드 브래킷;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 장치 이동 수단 및 슬러지 흡입 배출 수단은 수동 또는 자동으로 가동 제어하며 상기 침전지 내의 퇴적된 슬러지를 흡입 및 배출하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 침전지 내 슬러지 침전 정도에 따라 인위적으로 복수 구간을 설정하고, 상기 설정된 구간에 따라 상기 장치 이동 수단을 통해 상기 슬러지 수집기의 이동 속도를 제어하며, 상기 설정된 구간에 따라 슬러지 흡입 배출 수단을 통해 슬러지를 흡입 및 배출하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제어기는 설정 유량에 따라 상기 장치 이동 수단을 통해 상기 슬러지 수집기의 이동 속도 및 상기 슬러지 흡입 배출 수단을 통해 슬러지를 흡입 및 배출 여부를 자동 제어하도록 구성될 수 있고, 여기서, 상기 설정 유량은 슬러지 함수율과 배출량 상관 관계 또는 침전지 목표 순간 배출 유량에 따라 설정될 수 있다.

상기한 본 발명의 복합식 슬러지 제거 장치에 따르면, 침전지의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하는 과정에서 슬러지 수집기를 통한 슬러지 수집 구간 및 슬러지 배출기를 통한 슬러지 배출 구간을 별도로 운영하여 결국 슬러지 배출기의 이동 거리를 줄여줌으로써 슬러지 제거를 위한 이동부의 구성을 단순화시킬 수 있고 불필요한 동력 손실을 줄여 슬러지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 복합식 슬러지 제거 장치에 따르면, 슬러지 배출기의 이동 거리 감소에 따른 슬러지 배출 호스의 길이를 줄여 슬러지 배출 호수의 유지 관리가 용이해지고, 동절기 슬러지 배출 호수의 과다 노출로 인해 동결 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 복합식 슬러지 제거 장치에 따르면, 슬러지 수집기를 통해 슬러지 침전이 적게 발생하는 침전지의 상류측으로부터 하류측으로 밀어 수집하고 슬러지 배출기를 통해 슬러지 수집기 통해 수집된 슬러지와 함께 침전지 하류측에서 침전된 슬러지를 흡입 배출하도록 함으로써 배출된 슬러지 내의 함수율을 줄여 후속적인 슬러지 처리 효과를 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합식 슬러지 제거 장치가 설치된 침전지의 측면 개방 사시도이다.
도 2는 도 1의 복합식 슬러지 제거 장치가 설치된 침전지의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 슬러지 수집기를 분리 도시한 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라서 본 슬러지 수집기의 측단면도이다.
도 5는 도 3의 슬러지 수집기의 슬러지 수집 스크래퍼의 작동 상태를 도시한 측단면도이다.
도 6은 도 2의 슬러지 배출기를 도시한 확대 사시도이다.
도 7은 도 6의 슬러지 배출기의 저면도이다.
도 8은 도 6의 슬러지 배출기의 측면도이다.
도 9는 도 5의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 잘라서 본 슬러지 배출기의 측단면도이다.
도 10은 슬러지 수집기와 슬러지 배출기의 연동 체결 수단을 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10의 연동 체결 수단을 통한 슬러지 수집기와 슬러지 배출기의 체결 과정을 도시한 사시도이다.
도 12는 도 1의 복합식 슬러지 제거 장치를 통한 슬러지 수집 및 배출 과정을 도시한 측단면도이다.
도 13은 도 1의 복합식 슬러지 제거 장치의 슬러지 배출 단계 이후 복귀 과정을 도시한 측단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합식 슬러지 제거 장치가 설치된 침전지의 측면 개방 사시도이고, 도 2는 도 1의 복합식 슬러지 제거 장치가 설치된 침전지의 측단면도이다.

도 1 및 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 복합식 슬러지 제거 장치(1)는 슬러지 수집기(10), 슬러지 배출기(20), 장치 이동 수단(30), 슬러지 흡입 배출 수단(40) 및 제어기(50)를 포함하도록 구성되어, 수처리 시설의 침전지(100) 바닥에 누적된 슬러지들을 수거 및 흡입 배출하여 제거하도록 한다.

여기서, 슬러지 수집기(10)는 침전지(100)의 상류측 유입단으로부터 하류측으로 이동하며 바닥에 침전된 슬러지를 하류측으로 밀어 수집하고, 슬러지 배출기(20)는 상기 슬러지 수집기(10)보다 하류측에 설치되어 상기 하류측 유출단으로 이동하며 슬러지 배출 호스(41)로 연결된 슬러지 흡입 배출 수단(40)을 통해 하류측에 침전 및 수집된 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하는 역할을 수행한다.

본 실시예에서 슬러시 흡입 배출 수단(40)은 슬러지 배출 호스(41)에 연결되는 슬러지 배출 배관(42), 상기 슬러지 배출 배관(42) 상에 구비되는 슬러지 배출 밸브(43) 및 슬러지 배출 량계(44)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.

여기서, 슬러지 배출 배관(42)을 침전지보다 더 낮은 위치까지 연장시켜 이들 사이의 수두차에 의해 발생하는 사이펀 효과를 통해 별도의 동력을 사용하지 않고도 슬러지 배출 밸브(43)의 조작 만으로 침전지 바닥에 쌓인 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하는데 필요한 부압을 발생시킬 수 있다.

한편, 슬러지 배출 밸브(43)는 후술하는 제어기(50)에 의해 수동 또는 자동으로 가동 제어될 수 있게 구성되어, 제어기(50)를 통해 슬러지의 흡입 및 배출량을 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명의 슬러지 흡입 배출 수단이 전술한 바와 같이 반드시 한정되는 것은 아니며 침전지(100)의 설치 환경에 따라 필요한 경우 상기 슬러지 배출 호스(41) 또는 슬러지 배출 배관(42) 상에 슬러지 흡입 펌프를 추가 연결하여 이를 통해 침전지 바닥에 쌓인 슬러지를 강제 흡입 및 배출하는 방식으로 구성할 수 있음은 당연하다.

이처럼, 슬러지 수집기(10)를 이용해 슬러지의 침전이 거의 이루어지지 않는 침전지(100) 상류측에서는 슬러지를 하류측으로 수집하고, 슬러지 배출기(20)를 통해 실제로 슬러지의 흡입 및 배출이 이루어지는 슬러지 배출 구간을 전술한 슬러지 수집 구간과 별도로 운영하도록 한다.

따라서, 슬러지 배출 구간을 최소화시켜 슬러지 제거 효율을 높이고, 슬러지 배출 호수(41)의 노출부를 최소화시켜 동절기에 동파되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 슬러지를 슬러지 침전량이 많은 하류측에 수집한 상태로 흡입 배출하도록 함으로써 배출된 슬러지의 함수율을 낮출 수 있게 된다.

이때, 상기 슬러지 배출기(20)에 의한 슬러지 배출 구간(즉, 슬러지 배출기 이동 구간)은 상기 슬러지 수집기(10)에 의한 슬러지 수집 구간(즉, 슬러지 수집기 이동 구간)중 적어도 하류 측 일부에 중첩되게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 슬러지 수집기(10)와 상기 슬러지 배출기(20)는 각각 상기 장치 이동 수단(30)에 의해 상기 침전지 바닥에서 처리수 흐름 방향을 따라 설치되는 한 쌍의 이동 레일(103)을 따라 상기한 슬러지 수집 구간을 왕복 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 슬러지 수집 구간은 침전지(100) 내에서 슬러지 수집기(10)의 전체 이동 구간을 의미하는 것으로, 슬러지 배출기에 의해 실질적으로 슬러지의 수집이 이루어지는 실제 수집 구간뿐만 아니라 슬러지 흡입 배출을 위해 슬러지 배출기를 이동시키기 위한 슬러지 배출 구간을 모두 포함한다.

상기한 장치 이동 수단(30)은 상기 슬러지 수집기(10)가 침전지(100)의 상류측 유입단으로부터 하류측 유출단까지의 상기 슬러지 수집 구간 내를 왕복 이동시키되, 상기 슬러지 배출기(20)는 별도의 이동 수단을 사용하지 않고 상기 슬러지 수집기(10)에 의해 종속적으로 상기 슬러지 배출 구간 내를 왕복 이동하도록 구성된다.

본 실시예에서 상기 장치 이동 수단(30)은 윈치 드럼(31), 와이어 로프 풀리(32, 34), 와이어 로프(33) 및 윈치 드럼 구동 모터(35)를 포함하여 구성되어, 윈치 드럼 구동 모터(35)를 통해 윈치 드럼(31)에 전달된 구동력을 이용해 상기 침전지(100) 상류측과 하류측 단부 측벽면(105, 106)에 각각 고정되는 와이어 로프 풀리(32, 34)들 사이에 연결하도록 설치되는 와이어 로프(33)를 통해 슬러지 수집기(10)를 하류측이나 상류측으로 당겨 상기한 슬러지 수집 구간 내를 왕복 이동시키도록 한다.

여기서, 상기 윈치 드럼 구동 모터(35)는 상기 제어기(50)에 의해 수동 또는 자동으로 가동 제어 가능하게 구성되어, 상기 제이기(50)를 통해 상기 슬러지 수집기(10)의 설정된 구간별 이동 속도를 제어할 수 있도록 한다.

그리고, 슬러지 배출기(30)는 후술하는 배출기 착탈 수단(90; 도 13 참조)을 통해 상기 슬러지 수집기(10)에 체결된 상태로 상기 장치 이동 수단(30)에 의해 이동하는 슬러지 수집기(10)에 의해 종속적으로 슬러지 배출 구간을 왕복 이동하게 된다.

제어기(50)는 상기 장치 이동 수단(30)의 윈치 드럼 구동 모터(35) 및 상기 슬러지 흡입 배출 수단(40)의 슬러지 배출 밸브(43)를 수동 또는 자동으로 가동하여, 침전지 내 슬러지 침전 정도에 따른 이동 구간 및 구간 속도를 제어함과 아울러 침전지의 순간 배출 유량을 제어할 수 있도록 한다. 또한, 상기 배출기 착탈 수단(90)을 제어하며, 슬러지 제거 장치(1)를 상황에 따라 수동 또는 자동 상태로 좀더 자유롭게 운전 제어할 수 있도록 한다.

삭제

이하, 본 실시예에 따른 슬러지 수집기(10), 슬러지 배출기(20) 및 배출기 착탈 수단(90)에 대해 구성을 첨부한 도면을 참조하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 1의 슬러지 수집기를 확대 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라서 본 슬러지 수집기의 측단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 슬러지 수집기(10)는 수집기 이동 프레임(11), 슬러지 수집 스크래퍼(12) 및 스크래퍼 경사 조절 수단(60)을 포함하도록 구성되어, 침전지(100)의 상류측 유입단으로부터 하류측으로 이동하며 슬러지 수집 스크래퍼(12)를 이용해 바닥에 침전된 슬러지를 침전지(100) 하류측 슬러지 배출 구간으로 밀어 수집하도록 한다.

여기서, 수집기 이동 프레임(10)은 상기 침전지(100)의 처리수 흐름 방향으로 침전지 바닥면(101)에 설치된 한 쌍의 이동 레일(103)을 따라 이동 가능하게 설치된다.

슬러지 수집 스크래퍼(12)는 상기 수집기 이동 프레임(11) 내에서 기설정된 각도 범위 내에서 각회전하며 경사각 조절 가능하게 축 고정되어 설치된다.

본 실시예에서 슬러지 수집 스크래퍼(12)는 스크래퍼 가동 브래킷(12a)과 상기 스크래퍼 가동 브래킷(12a)의 하측 단부에 교체 가능하게 나사 체결 고정되어 침전지 바닥면을 긁으며 상류측 슬러지를 하류측으로 수집하기 위한 스크래퍼 블레이드(12b)로 이루어진다. 여기서, 상기 스크래퍼 블레이드(12b)는 내마모성 고무재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 스크래퍼 경사 조절 수단(60)은 상기 슬러지 수집기(10)의 이동 방향에 따라 상기 슬러지 수집 스크래퍼(12)의 경사각을 조절할 수 있도록 구성된다.

본 실시예에서 스크래퍼 경사 조절 수단(60)은 활대 구속 브래킷(61), 가동 활대(62), 연동 휠(63) 및 스크래퍼 경사 조절 로프(64)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.

상기 가동 활대(62)는 상기 와이어 로프(33)에 연결되며 상기 수집기 이동 프레임(11) 상측에 구비된 활대 구속 브래킷(31) 내부에서 이동 방향을 따라 기설정된 구간 동안 자유 이동하도록 구속 결합된다.

연동 휠(63)은 상기 슬러지 수집 스크래퍼(12)의 스크래퍼 가동 브래킷(12a)의 길이 방향 중심부에 일체로 회동 가능하게 구비되고, 휠 원주 방향을 따라 편심되게 가동 활대를 통한 인장력 해지시 위치 복원을 위한 중량추(64)들이 체결되어 구성된다.

그리고, 스크래퍼 경사 조절 로프(64)는 상기 가동 활대(62)와 상기 연동 휠(63)을 연동하도록 연결하여, 상기 와이어 로프(33)에 의해 당겨져 이동된 상기 가동 활대(62)의 자유 이동 방향에 따라 상기 연동 휠(63)의 회전 방향을 전환시켜 상기 슬러지 수집 스크래퍼(12)의 경사각을 조절하도록 한다.

도 5는 도 3의 슬러지 수집기의 슬러지 수집 스크래퍼의 작동 상태를 도시한 측단면도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 상기 슬러지 수집기(10)는 가동 활대(62)를 통해 상기 장치 이동 수단(30)의 와이어 로프(33)와 연결한다.

따라서, 가동 활대(62)는 와이어 로프(33)를 통해 슬러지 수집기(10)를 당겨져 침전지(100)의 상류측 유입단에서 하측으로 슬러지 수집을 위해 이동하거나 반대로 침전지의 하류측 유출단에서 상류측으로 위치 복원을 위해 이동하기 시작하는 시점에서 활대 구속 브래킷(61) 내부에서 기설정된 구간의 자유 이동이 이루어진 이후에 본격적으로 슬러지 수집기(10)가 당겨져 이동할 수 있는 인장력을 전달하게 된다.

이처럼, 가동 활대(62)가 활대 구속 브래킷(61) 내에서 기설정된 구간을 자유 이동하는 과정에서 하측에 결합된 스크래퍼 경사 조절 로프(64)를 잡고 이동하게 되고, 스크래퍼 경사 조절 로프(64)를 통해 상기 가동 활대(62)의 자유 이동 방향에 따라 상기 연동 휠(63)의 회전 방향을 전환시켜 상기 슬러지 수집 스크래퍼(12)의 경사각을 조절하도록 한다.

즉, 슬러지 수집부(10)가 침전지의 상류측 유입단부로부터 하류측으로 당겨져 이동하며 바닥에 누적된 슬러지들을 하류측으로 밀어 수집하는 과정에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 슬러지 수집 스크래퍼(12)가 반시계 방향으로 회전하며 침전지의 하류측으로 기설정된 경사각을 이루게 된다.

그리고, 슬러지 수집부(10)가 침전지(100)의 하류측 유출단부로부터 상류측으로 당겨져 원위치로 복귀하는 과정에서는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 슬러지 수집 스크래퍼(12)가 시계 방향으로 회전하며 침전지 바닥면(101)과 이격되게 들어 올려져 상류측 유입단쪽으로 위치 복원되게 이동 중 슬러지 수집 스크래퍼(12)에 의한 발생할 수 있는 간섭을 방지하도록 한다.

도 6은 도 2의 슬러지 배출기를 도시한 확대 사시도이고, 도 7은 도 6의 슬러지 배출기의 저면도이며, 도 8은 도 6의 슬러지 배출기의 측면도이며, 도 9는 도 5의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 잘라서 본 슬러지 배출기의 측단면도이다.

도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 슬러지 배출기(20)는 배출기 이동 프레임(21) 및 흡입 파이프(23)를 포함하도록 구성되어, 상기 슬러지 수집기(10)에 의해 종속적으로 상기 하류측 유출단으로 이동하며 슬러지 배출 호스(51)로 연결된 슬러지 흡입 배출 수단(40)을 통해 하류측에 침전 및 수집된 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하여 제거하도록 한다.

상기 배출기 이동 프레임(21)은 전술한 슬러지 수집기(10)의 수집기 가동 프레임(11)과 마찬가지로 처리수 흐름 방향으로 설치되는 상기 이동 레일(103)을 따라 이동 가능하게 설치된다.

흡입 파이프(23)는 상기 배출기 이동 프레임(21)의 길이 방향을 따라 연장 설치되고, 하부에 간격을 두고 복수의 슬러지 흡입공(23b)들이 형성되며, 중심부에는 상기 슬러지 흡입 배출 수단(40)의 슬러지 배출 호스(41)를 연결하도록 하는 파이프 연결 관부(23b)가 상측으로 연장 형성된다.

도 10은 슬러지 수집기와 슬러지 배출기의 연동 체결 수단을 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 연동 체결 수단을 통한 슬러지 수집기와 슬러지 배출기의 체결 과정을 도시한 측면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면, 본 실시예 따른 배출기 착탈 수단(90)은 걸림바(91), 가이드 롤(92), 체결바(93) 및 착탈 가이드 브래킷(94)을 포함하도록 구성되어, 슬러지 배출기(20)가 상기 슬러지 수집기(10)에 체결된 상태로 슬러지 수집기(10)에 의해 종속적으로 슬러지 배출 구간을 왕복 이동하도록 한다.

걸림바(91)는 상기 수집기 이동 프레임(11)의 양측 단부 상부에 중심부가 각각 회동 가능하게 축 고정되어 설치되고, 가이드 롤(92)은 상기 걸림바(91)의 침전지 상류측 단부에 회전 가능하게 고정 설치된다.

체결바(93)는 상기 걸림바(91)의 침전지 하류측 단부에 형성된 걸림턱이 걸려 고정되게 상기 배출기 이동 프레임(21)의 침전지 상류측 양단 상부에 연장 형성된다.

착탈 가이드 브래킷(94)은 상기 침전지(100)의 양측 측벽면 상에 구비되어 슬러지 수집기(10)가 이동하는 과정에서 상기 가이드 롤(92)이 가이드면을 따라 구름 이동하며 발생하는 높이 변화에 따라 상기 걸림바(91)를 회동시켜 상기 걸림바(91)의 걸림턱부가 상기 체결바(93)에 걸려 슬러지 수집기가 슬러지 배출기와 체결되도록 하거나, 반대로 상기 걸림바(91)의 걸림턱부가 상기 체결바(93)로부터 빠져 나와 슬러지 수집기(10)가 슬러지 배출기(20)로부터 분리되도록 한다.

한편, 침전지(100) 내에서 실질적으로 슬러지 배출기(20)를 통해 슬러지 흡입 및 배출이 이루어지는 슬러지 배출 구간의 시작 위치는 결국 슬러지 배출기가 슬러지 수집기에 착. 탈되도록 가이드 하는 착탈 가이드 브래킷(94)의 설치 위치를 통해 조절할 수 있음은 당연하다.

도 12는 도 1의 슬러지 제거 장치를 통한 슬러지 수집 및 배출 과정을 도시한 측단면도이고, 도 13은 도 1의 슬러지 제거 장치의 슬러지 배출 단계 이후 복귀 과정을 도시한 측단면도이다.

도 12의 (a) 내지 (d)를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 슬러지 제거 장치(1)를 통해 침전지(100)의 슬러지를 수집 및 흡입 배출하는 과정은 슬러지 수집 단계, 배출기 체결 단계 및 슬러지 흡입 배출 단계를 통해 이루어지게 된다.

먼저, 슬러지 수집 단계에서는, 도 12의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 장치 이동 수단(30)의 윈치 드럼 구동 모터(35)를 통해 윈치 드럼(31)을 구동시켜 와이어 로프(33)를 통해 슬러지 수집기(10)를 침전지(100) 하류측으로 당겨주게 되면, 먼저 가동 활대가 기설정된 구간을 자유 이동하며 슬러지 수집 스크래퍼(12)를 슬러지 수집에 필요한 경사각을 갖게 경사각을 조절하도록 한 후, 슬러지 수집기(10)를 침전지(100)의 상류측 유입단부로부터 하류측으로 이동 레일(103)을 따라 이동시켜 슬러지 배출기(10)가 서있는 하류측으로 상류측 슬러지를 밀어 수집하도록 한다.

배출기 체결 단계에서는, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 슬러지 수집기(10)가 슬러지 배출기(20)를 통한 슬러지 배출 구간 시작 위치를 통과하는 과정에서, 배출기 착탈 수단(90)의 가이드 롤(92)이 착탈 가이드 브래킷(94)의 가이드면을 따라 구름 이동하며 발생하는 높이 변화에 따라 수집기 이동 프레임(11) 상에 구비된 걸림바(91)를 회동시켜 배출기 가동 프레임(21)에 구비된 체결바(93)에 걸림턱부가 걸려 일체로 이동 가능하게 체결되도록 한다.

슬러지 흡입 배출 단계에서는, 도 12의 (d)에 도시한 바와 같이, 슬러지 배출기(20)가 와이어 로프(33)를 통해 당겨져 이동하고 있는 슬러지 수집기(10)와 함께 침전지(100)의 하류측 유출단부를 향해 이동하면서 슬러지 수집기(10)에 의해 수집된 슬러지와 함께 침전지 하류측에 침전된 다량의 슬러지들을 슬러지 흡입 배출 수단(40)로부터 슬러지 배출 호스(41)를 통해 흡입 파이프(23)로 전달된 부압을 이용해 흡입하여 외부로 배출하도록 한다.

도 13의 (a) 내지 (d)를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 슬러지 제거 장치(1)를 통해 침전지의 슬러지를 수집 및 흡입 배출한 후 원래 시작 위치로 복귀하는 과정은 배출기 복귀 단계, 배출기 분리 단계 및 수집기 복귀 단계로 이루어진다.

먼저, 배출기 복귀 단계에서는, 도 13의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 장치 이동 수단(30)의 윈치 드럼 구동 모터(35)를 통해 윈치 드럼(31)을 구동시켜 와이어 로프(33)를 통해 슬러지 수집기(10)를 침전지(100) 상류측으로 당겨주게 되면, 먼저 가동 활대(62)가 침전지(100) 상류측으로 기설정된 구간을 자유 이동하며 슬러지 수집 스크래퍼(12)가 이동 중 바닥면에 닫아 간섭이 발생하지 않도록 수평하게 들어 올려지게 경사각을 조절한 후, 이동하기 시작한 슬러지 수집기(10)를 통해 슬러지 배출기(20)를 끌고 착탈 가이드 브래킷(94)이 설치되는 슬러지 배출 시작점으로 복귀한다.

배출기 분리 단계에서는, 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 슬러지 배출기(20)가 슬러지 수집기(10)에 의해 침전지 하류측으로 당겨져 슬러지 배출 구간의 시작 지점에 해당하는 착탈 가이드 브래킷(94)이 설치된 위치를 지나면서 가이드 롤(92)이 착탈 가이드 브래킷(94)의 가이드면을 따라 구름 이동하며 발생하는 높이 변호를 통해 걸림바(91)를 회동시켜 배출기 이동 프레임(21)에 구비된 체결바(93)를 걸고 있던 걸림바(91)의 걸림턱부가 빠져 나와 이동하는 슬러지 수집기(10)로부터 슬러지 배출기(20)를 분리해내도록 한다.

그리고, 수집기 복귀 단계에서는, 도 13의 (d)에 도시한 바와 같이, 슬러지 배출기(20)가 분리된 슬러지 수집기(10)를 계속 이동시켜 침전지(100) 상류측 유입단부에 위치한 슬러지 수집 구간의 시작 지점으로 복귀시키도록 한다.

한편, 슬러지 수집기(10)를 통한 슬러지 수집 구간 시작 지점과 슬러지 배출기를 통한 슬러지 배출 종료 지점은, 도 2에 도시한 바와 같이, 별도의 위치 감지 센서를 통해 해당 지점들을 지정하고 이를 통해 얻은 슬러지 수집기 및 슬러지 배출기의 위치 정보를 기반으로 제어기(50)를 통해 장치 이동 수단을 통해 이동 방향 및 거리를 조절할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서 전술한 슬러지 제거 장치(1)의 슬러지 수집 및 흡입 배출 과정 및 시작 위치로 복귀 과정은 제어기(50)를 통해 수동 운전 모드 또는 자동 운전 모드로 선택적으로 운전 제어할 수 있다.

먼저, 수동 운전 모드(구간/속도/밸브 제어 모드)에서는 상기 침전지(100) 내 슬러지 침전 정도에 따라 인위적으로 복수 구간들을 설정하고, 상기 설정된 구간들에 따라 상기 장치 이동 수단(30)의 윈치 드럼 구동 모터(35)의 가동 제어를 통해 상기 슬러지 수집기(10)의 이동 속도를 제어하며, 상기 설정된 구간들에 따라 슬러지 흡입 배출 수단(40)의 슬러지 배출 밸브(43)의 개폐 제어를 통해 슬러지를 흡입 및 배출하도록 운전 제어한다.

일례로, 상기한 수동 운전 모드를 통해 슬러지 수집 구간을 5개의 구간으로 나눈어 구분하는 경우 이들 5개 구간들(제1 내지 제5 구간)중에서 슬러지 수집기(10)에 의해 슬러지 수집만 이루어지는 상류측 3개 구간(제1 내지 제3 구간)에서는 고속(1m/min)으로 이동하도록 하고, 슬러지 수집 구간중 슬러지 배출 구간에 해당하는 하류측 2개 구간들(제4 내지 제5 구간) 중에서 상류측 구간(제4 구간)은 중속(0.5m/min)으로 이동하도록 하며, 마지막 하류측 구간(제5 구간)에서는 저속(0.2m/min)으로 이동하도록 운전 제어할 수 있다.

이처럼, 제어기(50)를 통해 수동 운전 모드로 슬러지 제거 장치(1)를 운전 제어하는 경우 침전지(100) 구간에 따른 슬러지 침전 특성에 따라 슬러지 수집 및 흡입 배출 방법을 서로 다르게 적용할 수 있어 배출된 슬러지의 함수율을 좀더 낮출 수 있도록 한다.

그리고, 자동 운전 모드(유량/속도 복합 제어)에서는 설정 유량에 따라 상기 장치 이동 수단(30)을 통해 상기 슬러지 수집기(10)의 이동 속도 및 상기 슬러지 흡입 배출 수단(40)을 통해 슬러지를 흡입 및 배출 여부를 자동 제어하도록 한다.

여기서, 설정 유량은 슬러지 함수율과 배출량 상관 관계 또는 침전지 목표 순간 배출 유량에 따라 설정될 수 있다.

따라서, 자동 운전 모드를 통해 슬러지 제거 장치(1)를 운전 제어하는 경우 슬러지 농도에 따른 슬러지 수집 및 슬러지 흡입 배출 과정을 자동 제어할 수 있고, 별도의 인위적인 제어 없이 일정량의 슬러지를 배출할 수 있을 뿐만 아니라 배출된 슬러지의 낮은 함수율을 유지할 수 있다.

이처럼, 본 실시예의 복합식 슬러지 제거 장치(1)에 따르면, 침전지의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하는 과정에서 슬러지 수집기(10)를 통한 슬러지 수집 구간 및 슬러지 배출기(20)를 통한 슬러지 배출 구간을 별도로 운영하여 결국 슬러지 배출기(10)의 이동 거리를 줄여줌으로써 슬러지 제거를 위한 이동부의 구성을 단순화시킬 수 있고 불필요한 동력 손실을 줄여 슬러지 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 슬러지 배출기(20)의 이동 거리 감소에 따른 슬러지 배출 호스의 길이를 줄여 슬러지 배출 호수의 유지 관리가 용이해지고, 동절기 슬러지 배출 호수의 과다 노출로 인해 동결 현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 슬러지 수집기를 통해 슬러지 침전이 적게 발생하는 침전지의 상류측으로부터 하류측으로 밀어 수집하고 슬러지 배출기를 통해 슬러지 수집기 통해 수집된 슬러지와 함께 침전지 하류측에서 침전된 슬러지를 흡입 배출하도록 함으로써 배출된 슬러지 내의 함수율을 줄여 후속적인 슬러지 처리 효율을 높일 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 복합식 슬러지 배출 장치 10: 슬러지 수집기
11: 수집기 이동 프레임 12: 슬러지 수집 스크래퍼
12a: 스크래퍼 가동 브래킷 12b: 스크래퍼 블레이드
20: 슬러지 배출기 21: 배출기 이동 프레임
23: 흡입 파이프 23a: 슬러지 흡입공
23b: 파이프 연결 관부 30: 장치 이동 수단
31: 윈치 드럼 32, 34: 와이어 로프 풀리
33: 와이어 로프 35: 윈치 드럼 구동 모터
40: 슬러지 흡입 배출 수단 41: 슬러지 배출 호스
42: 슬러지 배출 배관 43: 슬러지 배출 밸브
44: 슬러지 배출 량계 50: 제어기
60: 스크래퍼 경사 조절 수단 61: 활대 구속 브래킷
62: 가동 활대 63: 연동 휠
64: 스크래퍼 경사 조절 로프 90: 배출기 착탈 수단
91: 걸림바 92: 가이드 롤
93: 체결바 94: 착탈 가이드 브래킷
100: 침전지 103: 이동 레일

Claims (11)

1. 침전지의 상류측 유입단으로부터 하류측으로 이동하며 바닥에 침전된 슬러지를 밀어 수집하는 슬러지 수집기; 및
   상기 슬러지 수집기보다 하류측에 설치되어 상기 하류측 유출단으로 이동하며 하류측에 침전 및 상류측으로부터 수집된 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하는 슬러지 배출기;를 포함하고,
   상기 슬러지 배출기는,
   상기 침전지의 처리수 흐름 방향으로 이동 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 배출기 이동 프레임; 및
   상기 배출기 이동 프레임의 길이 방향을 따라 연장 설치되고, 하부에 간격을 두고 복수의 슬러지 흡입공들이 형성되는 흡입 파이프;를 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 슬러지 배출기에 의한 슬러지 배출 구간은 상기 슬러지 수집기에 의한 슬러지 수집 구간 중 적어도 하류측 일부에 중첩되게 형성되는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
3. 제2항에서,
   상기 침전지 내의 처리수 흐름 방향을 따라 상기 슬러지 수집기 및 상기 슬러지 배출기를 왕복 이동시키는 장치 이동 수단;을 더 포함하고,
   
   상기 장치 이동 수단은,
   상기 슬러지 수집기는 상기 슬러지 수집 구간 전체를 왕복하도록 이동시키되,
   상기 슬러지 배출기가 상기 슬러지 수집기에 의해 종속적으로 상기 슬러지 배출 구간 한정 구역 내를 왕복 이동하도록 하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
4. 제3항에서,
   상기 슬러지 배출 구간 한정 구역 내에서 상기 슬러지 배출기를 상기 슬러지 수집기에 체결하기 위한 배출기 착탈 수단;을 더 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
5. 제4항에서,
   상기 슬러지 수집기는,
   상기 침전지의 처리수 흐름 방향으로 이동 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 수집기 이동 프레임;
   상기 수집기 이동 프레임 내에서 경사각 조절 가능하게 축 고정되어 설치되는 슬러지 수집 스크래퍼; 및
   상기 슬러지 수집기의 이동 방향에 따라 상기 슬러지 수집 스크래퍼의 경사각을 조절하는 스크래퍼 경사 조절 수단;을 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
6. 제5항에서,
   상기 장치 이동 수단은,
   상기 침전지의 하류측 단부 상측에 고정 설치되는 윈치 드럼;
   상기 침전지 상류측과 하류측 단부 측벽면에 각각 고정되는 와이어 로프 풀리;
   상기 와이어 로프 풀리들 사이의 상기 슬러지 수집 구간 내에 상기 슬러지 수집기를 끌어 왕복 이동시키도록 상기 윈치 드럼을 연결하는 와이어 로프; 및
   상기 와이어 로프를 통해 상기 슬러지 수집기를 끌어 이동시키도록 상기 윈치 드럼을 통해 구동력을 전달하는 윈치 드럼 구동 모터;를 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
7. 제6항에서,
   상기 스크래퍼 경사 조절 수단은,
   상기 와이어 로프에 연결되며 상기 수집기 이동 프레임 상측에 구비된 활대 구속 브래킷 내부에서 기설정된 자유 이동 구간을 갖도록 구속 결합되는 가동 활대;
   상기 슬러지 수집 스크래퍼의 스크래퍼 가동판 중심부에 구비되며 일측에 편심되게 중량추가 구비되는 연동 휠; 및
   상기 가동 활대와 상기 연동 휠을 연결하며 상기 와이어 로프에 의해 당겨져 이동된 상기 가동 활대의 자유 이동 방향에 따라 상기 연동 휠의 회전 방향을 전환시켜 상기 슬러지 수집 스크래퍼의 경사각을 조절하는 스크래퍼 경사 조절 로프;를 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
8. 삭제
9. 제6항에서,
   상기 배출기 착탈 수단은,
   상기 수집기 이동 프레임의 일측 상부에 회동 가능하게 설치되는 걸림바;
   상기 걸림바의 후단부에 형성되는 가이드 롤;
   상기 걸림바의 전단부에 형성된 걸림턱이 걸려 고정되게 상기 배출기 이동 프레임의 일측 상부에 연장 형성되는 체결바;
   상기 침전지의 측벽면 상에 구비되며 상기 가이드 롤을 가이드면을 따라 구름 이동시켜 상기 걸림바가 상기 체결바에 체결 및 분리하게 회동시키는 착탈 가이드 브래킷;을 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
   
10. 제6항에서,
    상기 흡입 파이프를 연결하며 상기 슬러지를 흡입 및 배출하기 위한 슬러지 흡입 배출 수단을 포함하고,
    상기 슬러지 흡입 배출 수단은,
    상기 침전지 내에서 상기 흡입 파이프를 연결하도록 연장 형성되는 흡입 호스로부터 슬러지를 배출하도록 연장 형성되는 슬러지 배출 배관;
    상기 슬러지 배출 배관 상에 구비되어 슬러지 배출을 제어하는 슬러지 배출 밸브; 및
    상기 슬러지 배출 배관 상에 구비되어 슬러지 배출 유량을 계측하는 슬러지 배출 량계;를 포함하는 복합식 슬러지 제거 장치.
    
11. 제10항에서,
    상기 장치 이동 수단 및 슬러지 흡입 배출 수단은 수동 또는 자동으로 가동 제어하며 상기 침전지 내의 퇴적된 슬러지를 흡입 및 배출하는 제어기;를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 침전지 내 슬러지 침전 정도에 따라 인위적으로 복수 구간을 설정하며,
    상기 설정된 구간에 따라 상기 장치 이동 수단을 통해 상기 슬러지 수집기의 이동 속도를 제어하고,
    상기 설정된 구간에 따라 슬러지 흡입 배출 수단을 통해 슬러지를 흡입 및 배출하도록 구성되되,
    설정 유량에 따라 상기 장치 이동 수단을 통해 상기 슬러지 수집기의 이동 속도 및 상기 슬러지 흡입 배출 수단을 통해 슬러지를 흡입 및 배출 여부를 자동 제어하도록 구성되고,
    상기 설정 유량은 슬러지 함수율과 배출량 상관 관계 또는 침전지 목표 순간 배출 유량에 따라 설정되는 복합식 슬러지 제거 장치.

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