KR20000072367A - 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한고양정 대이송 준설공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법에 관한 것으로서, 상기 밀폐공간 내부에서 이동될 수 있도록 주행차륜 및 가이드차륜이 설치되며, 관통된 설치부가 형성된 본체; 설치부에 형합되는 흡입구를 가지며, 상기 슬러지를 밀폐공간의 외부로 배출시키기 위한 배출경로에 연통되는 배출관이 마련된 하우징; 및 하우징 내부에 진공을 형성시키기 위해 하우징 내부에서 회전될 수 있도록 구동모터의 회전축에 설치된 임펠러부재;를 구비한다.

Description

주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법 {A moving equipment for dreding sluge utilizing impeller pump and method for dreding sluge by high lifting and in large quantities using it}

본 발명은 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이미 시설된 집수정 또는 암거식 하수관로등의 밀폐공간의 복개없이, 준설장치에 설치된 임펠러의 회전에 의해 형성되는 진공에 의해 밀폐공간 내부의 각종 오물 및 토사를 완전하게 준설하도록 구조가 개선된 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법에 관한 것이다.

일반적으로, 하수관로 암거에 침적되는 슬러지를 준설하는 방법은 하수관로 암거에 쌓인 슬러지를 준설용 대차의 이동에 따라 하수관로 암거의 양측에 쌓은 다음 흡입관을 통해 흡입시키는 것으로 행해지고 있다. 구체적으로, 맨홀 하부의 수직관로 안에 흡입관을 설치하고 준설차와 연결된 펌프와 결합시키고, 수직관로의 벽면에 지지프레임을 설치하여 이 지지프레임의 소정위치에 회전드럼을 설치하고 지상의 윈치와 로프로 연결하고, 이 로프의 단부를 하부관로 안에 설치된 대차와 결합하여 맨홀 내부의 하수관로 암거에 쌓인 슬러지를 대차의 이동에 따라서 제거한다.

그러나, 상기 방법은 작업자에 의한 직접 준설작업이 아닌 지상에서 로프를 조종하여 대차를 이동시켜 작업을 하는 것으로서 하수관로 암거의 양측면부의 슬러지를 깨끗하게 준설할 수 없는 단점이 있다.

상기 대차를 이용하는 방법을 보완한 것으로서, 하수관로 암거 내에 스키드로더를 투입하여 인력에 의한 직접조종으로 슬러지를 하수관로 암거의 양측에 쌓은 후, 포크레인을 이용하여 슬러지를 제거하는 방법이 제시되었다. 그러나 상기 스키드로더에 의한 슬러지 준설공법은 소형의 스키드로더를 내연기관에 의해 작동시키므로 밀폐된 암거내부에서 매연 및 소음으로 인해 하수관로 암거내에서 사람이 작업할 수 있는 시간상의 한계가 있다. 또한, 하수관로 암거내의 소정의 위치에 쌓인 슬러지를 제거하기 위해 기존 도로를 복개해야 되기 때문에 복잡한 작업 공정이 필요하고 비용이 많이 드는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 착상된 것으로서, 주행장치, 흡입펌프, 액추에이터등의 구동원으로 유압을 채택하여 매연 및 소음이 발생하지 않음으로써 사람이 직접 밀폐공간 내에서 장시간 작업할 수 있고, 또한 함수율이 높은 슬러지를 임펠러의 회전력을 이용하여 하우징내부의 진공을 발생시킴으로써, 이미 시설되어 있는 도로의 복개없이 슬러지를 배출하여 복잡한 작업공정을 단순화할 수 있으며 준설작업의 비용을 절감시킬 수 있는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 준설장치의 평면도.

도 3은 도1에 도시된 하우징을 개략적으로 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 준설장치의 유압시스템을 개략적으로 도시한 회로도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치에 의한 준설공법의 공정을 설명하는 플로우챠트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...본체 12...주행 차륜 14...가이드 차륜

16...설치부 18...주행 모터 20...하우징

22...구동모터 24...개구 35...회전축

28...슬러지 29...배출관 30...임펠러부재

32...가이드 스크류 34...스크류모터 40...집적판

42...삽날 50...지지부재 60...후면패널

62...레버부재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밀폐공간 내의 슬러지를 비굴착 방식에 의해 준설하기 위한 준설장치에 있어서: 상기 밀폐공간 내부에서 이동될 수 있도록 주행차륜 및 가이드차륜이 설치되며, 관통된 설치부가 형성된 본체; 상기 설치부에 형합되는 흡입구를 가지며, 상기 슬러지를 밀폐공간의 외부로 배출시키기 위한 배출경로에 연통되는 배출관이 마련된 하우징; 및 상기 하우징 내부에 진공을 형성시키기 위해 하우징 내부에서 회전될 수 있도록 구동모터의 회전축에 설치된 임펠러부재;를 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 본체의 주행방향의 선단에 설치되어 슬러지를 본체의 중앙으로 유도하는 가이드부재;를 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 삽날부가 선단에 형성되고, 액추에이터에 의해 상기 본체에 대해 회동가능하게 설치된 집적판;을 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 집적판에 놓인 슬러지를 필터링하여, 상기 흡입부로 공급하기 위해 상기 본체와 상기 집적판 사이에 설치된 필터부재;를 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하우징은, 상기 본체에 대해 회동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 본체는 길이방향으로 분해/결합이 가능하도록 적어도 2개 이상의 프레임;을 구비한다.

또한, 밀폐공간 내의 슬러지를 비굴착 방식에 의해 준설하기 위한 준설공법에 있어서: (a) 준설장치의 부품들을 밀폐공간으로 투입시키는 단계; (b) 상기 밀폐공간의 내부에서 부품을 조립하여 준설장치를 셋팅하는 단계: (c) 상기 준설장치의 임펠러부재가 밀폐공간 내의 오수에 잠기는지 확인하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 임펠러부재가 밀폐공간 내의 오수에 잠기지 않을 경우 물을 밀폐공간 내부에 공급하여 임펠러부재가 물에 잠기도록 하는 단계; 및 (e) 상기 임펠러를 회전시켜 하우징 내부에 진공상태를 형성시킴으로써 상기 슬러지를 밀폐공간의 외부로 배출시키는 단계;를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치(100)는 비굴착 방식에 의해 밀폐공간 내에 축적된 슬러지를 준설하기 위한 장치이다. 상기 밀폐공간은 암거식 하수관로 또는 집수정 등의 슬러지가 퇴적될 수 있는 공간 을 일컫으며, 준설장치(100)는 유압펌프 및 물공급관이 장착된 작업차량(미도시)과 연결된다.

상기 준설장치(100)는 밀폐공간 내부에서 이동될 수 있도록 주행차륜(12) 및 가이드차륜(14)이 설치되며 중앙에 설치부(16)가 형성된 본체(10)와, 설치부(16)에 설치되는 하우징(20)과, 하우징(20)의 내부에서 회전될 수 있도록 구동모터(22)의 회전축(35)에 설치된 임펠러부재(30)와 본체(10)의 주행방향의 선단에 구비된 슬러지 집적판(40) 및 가이드부재(32)를 구비한다.

상기 본체(10)는 분해/결합이 가능한 적어도 2개 이상의 프레임(10a)(10b)의 조합으로 이루어지며, 조합된 본체(10)의 중앙부에는 소정의 공간으로 이루어진 설치부(16)가 형성되며, 본체(10)의 주행방향의 후방에는 한쌍의 주행모타(18)가 설치된다. 상기 주행모터(18)는 주행차륜(12)을 구동시키기 위한 것이다. 상기 주행모터(18)는 각각의 주행모터(18)의 회전비율을 달리하여 진행방향을 결정함으로써 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 주행차륜(12)과 주행모터(18)사이에는 감속기(17)가 설치되어 주행모타(17)의 회전을 감속시킨다. 상기 본체(10)의 주행방향의 전방에는 자체 구동력을 가지고 있지 않고 본체(10)를 지지하면서 주행방향을 가이드하는 가이드차륜(14)이 설치된다. 상기 주행차륜(12)과 상기 가이드차륜(14)은 주행의 안정성을 고려하여 각각 한 쌍으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1에 도시된 하우징을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1및 도 3를 참조하면, 상기 하우징(20)은 본체(10) 중앙의 설치부(16)에 형합되도록 설치되며, 지면방향으로 개구(24)를 가진다. 상기 하우징(20)은 슬러지(28)를 밀폐공간(미도시)의 외부로 배출 시키기 위한 배출경로(27)에 연통되는 배출관(29)이 마련되며 배출관(29)내의 소정의 위치에 역지밸브(25a)가 설치되어 슬러지(28)의 역류를 방지한다. 참조번호(25b)는 역지밸브(25a)를 지지하는 걸림턱(25b)이다. 상기 배출경로(27)와 배출관(29)은 곡관커플링(26)으로 연결된다. 상기 개구(24)는 슬러지(28)의 흡입을 용이하게 하기 위하여 지면방향으로 완전하게 개구되는 것이 바람직하다. 슬러지(28)가 하우징(20)의 내부에 배출되지 못하고 남아 있을 경우, 그 제거를 용이하게 하고, 임펠러부재(30)의 응급수리 등을 위하여 회동축(19)을 중심으로 본체(10)에 대해 회동가능하게 설치된다. 상기 하우징(20)의 회동각도는 90° ∼ 120°인 것이 바람직하며, 하우징(20)의 내면은 슬러지(28)의 흡입과 배출을 용이하게 하기 위하여 원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 참조번호 11은 회동축(19)을 중심으로 회동하는 하우징(20)을 본체에 고정시키기 위한 고정부재이다.

상기 임펠러부재(30)는 하우징(20)의 내부에서 회전될 수 있도록 구동모터(22)의 회전축(35)에 설치된다. 따라서, 임펠러부재(30)가 하우징(20)내부에서 고속으로 회전되면, 하우징(20)의 내부에 진공이 형성됨으로써 개구(24)를 통해 흡입되는 슬러지(28)를 배출관(29)을 통해 배출시킬 수 있다. 상기 임펠러부재(30)와 구동모터(22)는 일반적으로 통용되는 것을 이용할 수 있다. 참조번호 21은 베어링이며, 참조번호 23은 실링부재를 나타낸다.

다시 도 1및 도 2를 참조하면, 상기 집적판(40)은 본체(10)의 선단에 착탈 가능하도록 결합된다. 집적판(40)의 선단에는 고형의 슬러지(28)를 파쇄할 수 있도록 다수의 삽날이 형성된 삽날부(42)가 마련되고, 집적판(40)의 타단에는 주행방향의 슬러지(28)를 걸러줄 수 있는 필터부재(44)가 설치된다. 상기 필터부재(44)는 집적판(40)과 일체로 설치되는 수직망판(44a)과 본체(10)선단의 상측에 설치되는 경사망판(44b)을 구비한다. 상기 집적판(40)은 엑추에이터(48)에 의해 본체(10)에 설치된 지지부재(50)에 지지 및 회동가능하도록 설치된다. 상기 집적판(40)에 집적된 슬러지(28)는 수직망판(44a) 및 경사망판(44b)에 의해 여과된다. 또한, 밀폐공간 내의 측면 가장자리에 집적되어 상기 준설장치(100)로 준설이 불가능한 슬러지(28)는 작업자가 직접 삽(미도시) 또는 담을 수 있는 용기(미도시) 등을 이용하여 경사망판(44b)에 직접 올려주어 걸러줄 수 있다. 상기 수직망판(44a)과 경사망판(44b)에 의하여 걸러진 슬러지(28)는 집적판(40)의 내측에 구비되어 스크류모터(34)에 의하여 구동되는 스크류와 같은 가이드부재(32)에 의해 하우징(20)의 내부로 유도된다. 상기 가이드부재(32)는 하나의 스크류모터(34)에 의하여 회전되기 때문에 슬러지(28)를 중앙으로 유도하기 위하여 스크류축(33)의 중앙을 기준으로 스크류날의 배열이 서로 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본체(10)의 주행방향의 후방에는 주행모터(18)와, 구동모타(22)와, 스크류모터(34) 및 액추에이터(48)를 제어하는 다수의 레버부재(62) 및 오일을 일시 저장하는 한 쌍의 오일탱크(64a)(64b)가 결합된 패널(60)이 구비되어 있으며, 패널(60)은 다수의 부품으로 분해/결합이 용이 하도록 결합되는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 준설장치의 유압시스템을 개략적으로 도시한 유압 회로도이다.

도 4를 참조하면, 상기 준설장치(100)를 구동시키는 유압시스템(200)은 작업차량(미도시)에 설치되는 1차제어부(70)와 암거(미도시)내의 준설장치(100)를 제어하는 2차제어부(80)로 이루어져 있다. 상기 유압시스템(200)의 1차제어부(70)는, 오일을 저장하는 저장유니트(72)와, 저장유니트(72)에 저장된 오일을 순환시키기 위해, 저장유니트(72)와 연통되는 메인라인(73) 및 메인라인(73)상에 설치된 유압펌프(75)에 의해 송출되는 오일의 압력을 감지하는 유압게이지(77)와, 메인라인(73)을 조작장치(74)의 조작에 의해 선택적으로 개폐시키는 메인밸브(76)와, 유압시스템(200)의 압력이 설정압력에 도달하면 오일의 일부 또는 전량을 배출시켜 유압시스템(200)내의 압력을 설정값 이하로 유지하는 릴리프밸브(78)와 유압시스템(200)의 유량을 제어하는 가변유량제어밸브(79)를 구비한다. 참조번호 71은 유압펌프(75)를 구동하는 구동엔진(71)이다.

상기 유압시스템의 2차제어부(80)는, 1차제어부(70)로 부터 공급되는 오일의 일정량을 저장하는 제1분배탱크(64a)와, 공급된 오일을 1차제어부(70)로 귀환시키기 전에 오일의 일정량을 저장하는 제2분배탱크(64b)와, 제1분배탱크(64a)에서 다수의 브랜치라인(82)으로 연결되어 동작하는 구동부(90)와, 상기 구동부(90)와 제2분배탱크(64b)를 연결하는 리턴라인(83)과 준설장치(100)의 작동여부에 따라 오일을 선택적으로 바이패스시키는 서브밸브(86)로 이루어져 있다. 상기 제1/제2분배탱크(64a)(64b)는 2차제어부(80)의 구동부(90)로 연결되는 다수의 브랜치라인(82)을 1차제어부(70)에 하나의 라인(81)으로 연결하여, 보다 간단한 회로를 구성할 수 있다. 상기 구동부(90)는 한쌍의 좌/우 주행모터(18)와, 구동모터(22)와, 엑추에이터(48) 및 스크류모터(34)를 각각 제어하는 레버부재(62)와 연계된 5개의 유압제어밸브(92)를 구비한다. 참조번호 (79)는 스로틀밸브이고, 상기 1차제어부(70)에 구비된 압력게이지(77)와 릴리프밸브(78)가 1차분배탱크(81a)의 브랜치라인(82)에 동일하게 구비된다. 참조번호 (85)는 오일의 역류를 방지하는 체크밸브이다.

도 5는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치에 의한 준설공법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 준설장치(100)의 부품들을 밀폐공간으로 투입한다(단계 S11).

다음, 상기 투입된 부픔들을 조립하여 준설장치(100)를 셋팅한다(단계 S12).

이어서, 상기 임펠러형 고양정 준설장치(100)에 내재된 임펠러부재(30)가 밀폐공간 내부의 오염된 물(이하 "오수")(미도시)에 잠기는 지 여부를 확인한다(단계 S13).

만약, 상기 임펠러부재(30)가 오수에 잠기지 않을 경우 작업차량(미도시)으로부터 투입된 물공급관을 이용하여 물을 공급하여 임펠러부재(30)가 오수에 잠기도록 한다(단계 S14). 본 발명의 임펠러형 고양정 준설장치(100)는 준설장치(100)에 내재된 임펠러부재(30)의 회전에 따른 진공원리에 의하여 슬러지(28)를 흡입하여 배출하게 된다. 즉, 오수에 잠긴 임펠러부재(30)를 회전시켜 상기 임펠러부재(30)의 상측에 있는 오수를 배출하면 배출된 공간은 진공상태가 되며, 진공의 공간에 해당하는 만큼의 슬러지(28)가 포함된 오수는 빨려올라오게 된다. 따라서, 이 과정의 반복에 의하여 슬러지(28)는 암거외부로 배출되는 것이다. 그러므로, 상기 임펠러부재(26)가 오수에 잠기지 않을 경우 진공을 형성할 수 없게 됨으로써 본 발명의 임펠러형 고양정 준설장치(100)의 기능을 할 수 없다. 따라서, 슬러지(28)는 최소한 50%의 함수율을 유지하며 균일한 입자인 것이 바람직하다.

다음, 상기 준설장치(100)를 가동시켜 오수에 포함된 슬러지(28)를 흡입하여 배출관(29)으로 배출한다(단계 S15). 이 과정에서 배출관(29)을 통하여 배출되는 슬러지(28)는 배출경로(27)의 굴곡 또는 슬러지(28)와 배출경로(27)의 마찰에 의하여 배출경로(27)에서 배출되지 못하고 잔존할 수 있다. 상기와 같은 경우에는 밀폐공간 외부의 차량에 탑재되어 있는 펌프(미도시)를 가동하여 잔존되어 있는 슬러지(28)를 제거하여 준다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치 및 이를 이용한 고양정 대이송 준설공법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 준설장치의 구동원으로 유압을 채택하여 기존의 준설장치에서 발생하는 매연 및 소음을 감소시켜서 작업자가 장시간 동안 밀폐공간 내에서 작업을 할 수 있음으로 보다 완벽하게 슬러지를 제거할 수 있다.

둘째, 준설장치의 준설수단으로서 임펠러부재의 회전 및 하우징내부의 진공원리를 이용하여 슬러지를 기시설된 맨홀을 이용하여 배출하고, 준설장치를 이루는 부품들을 분해/조립 가능하도록 하여 조립되지 않은 상태로 밀폐공간 내에 투입한 후 밀폐공간 내에서 준설장치를 셋팅함으로서, 별도의 도로복개 없이 준설작업을 할 수 있기 때문에 준설작업의 간편화와 그에 따른 비용감소의 효과가 있다.

셋째, 슬러지의 배출방법으로 상기 임펠러부재의 회전으로 인하여 발생하는 하우징내부의 진공원리를 이용함으로써, 고양정의 슬러지 준설장치를 구현할 수 있다.

Claims (7)

1. 밀폐공간 내의 슬러지를 비굴착 방식에 의해 준설하기 위한 준설장치에 있어서:

   상기 밀폐공간 내부에서 이동될 수 있도록 주행차륜 및 가이드차륜이 설치되며, 관통된 설치부가 형성된 본체;

   상기 설치부에 형합되는 흡입구를 가지며, 상기 슬러지를 밀폐공간의 외부로 배출시키기 위한 배출경로에 연통되는 배출관이 마련된 하우징; 및

   상기 하우징 내부에 진공을 형성시키기 위해 하우징 내부에서 회전될 수 있도록 구동모터의 회전축에 설치된 임펠러부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체의 주행방향의 선단에 설치되어 슬러지를 본체의 중앙으로 유도하는 가이드부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치.
3. 제1항에 있어서,

   삽날부가 선단에 형성되고, 액추에이터에 의해 상기 본체에 대해 회동가능하게 설치된 집적판;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 집적판에 놓인 슬러지를 필터링하여, 상기 흡입부로 공급하기 위해 상기 본체와 상기 집적판 사이에 설치된 필터부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징은, 상기 본체에 대해 회동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 본체는 길이방향으로 분해/결합이 가능하도록 적어도 2개 이상의 프레임;을 구비하는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치.
7. 밀폐공간 내의 슬러지를 비굴착 방식에 의해 준설하기 위한 준설공법에 있어서:

   (a) 준설장치의 부품들을 밀폐공간으로 투입시키는 단계;

   (b) 상기 밀폐공간의 내부에서 부품을 조립하여 준설장치를 셋팅하는 단계:

   (c) 상기 준설장치의 임펠러부재가 밀폐공간 내의 오수에 잠기는지 확인하는 단계;

   (d) 상기 (c)단계에서 임펠러부재가 밀폐공간 내의 오수에 잠기지 않을 경우 물을 밀폐공간 내부에 공급하여 임펠러부재가 물에 잠기도록 하는 단계; 및

   (e) 상기 임펠러를 회전시켜 하우징 내부에 진공상태를 형성시킴으로써 상기 슬러지를 밀폐공간의 외부로 배출시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 임펠러 펌프를 이용한 준설장치에 의한 고양정 대이송 준설 공법.