KR200260767Y1 - 유수분리형 집수정 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수질 오염 방지를 위한 유수분리형 집수정에 관한 것으로 오일의

수송이나 저장 과정에서나 공장 혹은 공업단지에서의 오일 유출 사고가 발생시 이 유출된 기름은 배수로를 타고 흘러 강이나 바다로 유출되기 직전에 개방형 집수정이나 폐쇄형 집수정에 모여서 배출되는 바 이 집수정에 유수분리기를 설치하여 물은 배출하고 기름은 가두어 회수가 가능하게 고안된 유수 분리형 집수정에 관한 것이다. 본 고안에 따르면 도시 계획이나 공단 혹은 공장의 건설시에는 치수를 위하여 배수로와 집수정을 설치하게 되는 바 이 집수정 내부에 물은 배출시키고 기름은 가두는 제1차단막; 봉수의 높이를 조절하고 오일과 물의 비중이 균형을

이루어 오일이 봉수를 통과하여 유출되지 않도록 관리하는 제2차단막; 집수정 내의 물과 기름의 높이를 감지하여 신호를 발생하여 차단막의 높이를 조정하게 하는 수위 검출센서을 구비하여 비중이 무거운 물은 배출하여 일정한 수위만 유지하고

비중이 가벼운 오일은 가두어 회수가 가능토록 고안된 유수분리기를 제공한다.

Description

유수 분리형 집수정 { THE CATCH BASIN WITH APPARATUS FOR SEPARATOR OIL FROM WATER}

현재 토목에 사용되고 있는 집수정은 모여드는 물을 수집하여 원하는 방향으로

배출되도록 단순한 역할만 수행하고 있다 또 기존의 유수분리기는 오일 트랩의

역할을 하는 제1차단벽(20)과 제2차단벽(30)이 전부 고정되어 있어서 갈수기에

유입량이 줄어 들어서 봉수의 수위가 낮아지면 어느 순간에는 제1차단벽의 아래로 수위가 내려가게 되고 이때 기존의 물위에 뜬 기름이나 기름과 물의 혼합물이 유입되면서 물위에 생기는 기름은 수위가 상승하면서 제1차단벽과 제2차단벽 사이에

위치하게 되고 종국에는 유출되고 만다 또한 기존과 같이 제2차단벽이 고정된

형태의 경우에는 제2차단벽의 높이가 집수정에서 봉수의 높이로 작용하게 되는데

이때 이 봉수의 높이와 제1차단벽의 높이 차이가 크지 않을 경우에는 오일 트랩의 역할을 하는 물의 폭이 얇아 폭우가 쏟아지면 물의 압력에 의하여 봉수 위에 잔류하고 있던 오일이 제1차단벽을 통과하여 제2차단벽 쪽으로 건너가면서 집수정

밖으로 유출되는 사고가 발생함으로 본래의 기능을 다하지 못하게 된다. 또 기존의

유수분리기들은 내부에 유수분리를 위한 여러 복잡한 장치들을 포함하고 있어 단위

시간당 한정된 처리량을 가지고 있어 폭우와 같이 짧은 시간에 대량의 유입 사고시에는 제대로 기능을 못할 뿐만 아니고 일정한 틀 속에 장치가 설치되어 개방된

배수로 등에는 적용이 불가능 하다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로 그 목적은 오일

유출 사고가 발생시 유출된 오일이 1차로 집수정에 모였다가 강이나 바다로 흘러 감으로 이 집수정에 모였을 때 집수정에 설치된 유수분리기를 통하여 물은 배출하고 오일만 분리 부상시켜 회수가 가능하게 함으로 강이나 바다로 흘러 나가는

2차 오염을 방지하면서 갈수기와 폭우시에 알맞게 높이 조절 기능을 부가하여

완벽한 유수분리형 집수정을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 유수 분리형 집수정의 사시도;

도2는 도1에 도시된 유수 분리형 집수정의 측면도;

도3은 도1에서 수위 검출센서가 없는 집수정의 측면도;

도4는 도1에서 제2차단벽이 승강판인 유수분리형 집수정의 사시도;

도5는 도4에 도시된 유수분리형 집수정의 측면도;

도6는 도4에서 수위검출센서가 없는 유수 분리형 집수정의 측면도;

도7은 도4에 도시된 유수 분리형 집수정에 갖추어진 반개방 승강판의 구성을

도시한 사시도이다

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10 ------ 집수정 11 -------- 유입구

12 ------ 유출구 14 -------- 기계적 스톱퍼 (STOPPER)

20 ------ 제1차단벽 21 -------- 하판

22 ------ 폐쇄형 승강판 30 -------- 제2차단벽

31 ------ 고정판 32 -------- 반개방 승강판

32a ----- 물 유출구 32b ------- 차단판 33 ------ 수직레일

100 ----- 물 200 ------- 오일 S1 ----- 기초센서

S2 ------- 제1차단벽 수위감지센서 S3 ----- 봉수감지센서

S4 ------- 오일감지센서 S5 ------ 오버플로우센서

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 물이 고이도록 만들어진 집수정에서 물은 배출시키고 기름은 가두는 제1차단벽; 봉수의 높이를 조절하고 오일과 물의 비중이 균형을 이루어 오일이 봉수를 통과하여 유출되지 않도록 관리하는 제2차단벽; 집수정내의 물과 기름의 높이를 감지하고 신호를 발생하여 승강판의 높이를 조절하게 하는 수위검출 센서를 구비하여 비중이 무거운 물은 배출하여 일정한

수위만 유지하고 비중이 가벼운 오일은 가두어 회수가 가능토록 고안된 유수분리기형 집수정을 마련함에 의한다.

이하 본 고안을 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 유수 분리형 집수정(10)은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 비중이 다른 물(100)과 오일(200)이 담긴 집수정(10)에서 물(100)은 오일(200)로부터 분리시켜 자연 배출시키고 오일(200)은 가두어서 회수하기 위한 장치인 것으로 입측에 물(100)과 오일(200)의 혼합액이 유입되는 유입구(11)가 형성되고 출측으로는 비중차에 의하여 분리된 물(100)이 흘러 나가는 유출구(12)가 있다 즉 본 고안에서는 적용되는 오일(200)의 비중에 따라서 상기 집수정(10)의 크기와 제2차단벽의

높이(H1)가 결정되는 바 그 크기를 특정하게 한정할 수는 없지만 적용하고자 하는 현장에 맞추어 오일을 비중을 감안하고 이를 바탕으로 상기 집수정(10)의 크기와 제2차단벽(H1)의 높이를 정하면 유출구(12)를 통하여 물(100)만 배출하면서 오일(200)은 봉수를 파괴하지 않고도 집수정(10) 내에 안전하게 가두어 둘 수 있다 또 집수정(10) 내부에 설치된 제1 차단벽(20)의 경우는 승강판(22)이 집수정(10) 상부에 닿을 때 승강판(22) 하부와 집수정(10) 바닥 사이에는 유입량이 잔류하지

않고 충분히 빠져 나갈 수 있는 깊이(D1)을 가진다. 또 갈수기때에 유입량이 줄어

들어 봉수의 수위가 낮아지면 어느 순간에는 승강판(22)의 끝단 아래로 수위가 내려가게 되고 이때 기존의 물(100) 위의 있던 기름(200) 및 유입되는 기름(200)은 수위가 상승하면서 집수정(10) 내의 제1차단벽(20)과 제2차단막(30) 사이(R2)에

갇히게 되고 종국에는 집수정(10)의 유출구(12)를 통하여 유출된다 이를 방지하기위하여 제1차단벽(20)을 폐쇄형 승강판(22)으로 구성하여 높이를 조정하며 필요시 완전한 밀폐가 가능하도록 한다. 이 폐쇄형 승강판(22)은 전체가 차단판으로

형성되는 것으로 이는 도2에 도시된 바와 같이 집수정(10) 내측 양면에 수직으로 형성된 수직 레일(33)을 따라서 집수정(10)을 가로지르면서 승,하강이 가능하도록 장착된다. 그리고 그 상부측에는 상기 승강판(22)을 가동시키기 위한 스크루 잭

으로 연결되어 있어 상황에 따라서 핸들을 이용한 수동조작이나 웜 피니언 기어를

장착하여 모터나 유압장치를 통한 동력운전으로 상하로 이동시키게 된다. 따라서 상기 승강판(22)의 작동은 승강판(22)을 상하로 이동시켜면 유로가 형성되는 바

높낮이를 조정함으로서 전체적인 흐르는 물의 양을 조절 할 수 있다. 제1차단벽(20)의 승강판(22)의 크기는 유입량(D1) 크기와 승강판의 크기를 합한 값이 집수정(10)의 크기(T1)을 넘지 않는다 제1차단벽(20)과 제2차단벽(30)

사이의 간격(L2)은 최대 유입량(D1)과 같거나 크게 하여 물의 흐름을 원활히 하고 집수정(10)의 유출구(12) 또한 최대 유입량(D1)과 같거나 커서 물의 흐름을

원활히 한다. 단 상부 개방형 집수정의 경우는 그러하지 아니하다.

제2차단벽(30)의 경우는 봉수의 높이를 조절하는 역할을 하는 바 이 차단벽(30)이

너무 낮으면 봉수와 제1차단벽(30) 끝단의 간격 즉 오일 트랩의 역할을 하는 물의 두께가 얇아 폭우나 기상 이변으로 물(100) 또는 물(100)과 오일(200)의 혼합액이 일시에 유입되면 유입관성에 의하여 순간적으로 오일(200)이 제1차단막(20) 끝단을 통과하여 유출될 수가 있으므로 제2차단벽(31)을 최대한 크게(H1)하여 봉수의

높이를 높이 가져가도록 구성되어 있으며 이 제2차단벽의 높이(H1)와 유출구(12)의합이 집수정(10)의 높이(T1)을 초과하지 않는다. 집수정(10) 내부에 설치된

수위검출센서(S1,S2,S3,S4,S5)는 물(100)과 기름(200)을 매개로 하여 전류가 흘러 도통되면 신호를 발생시킬 수 있으므로 이 원리를 활용하여 집수정의 바닥 가까운 부분에 기초센서(S1)를 설치하고 제1차단벽(20)의 최고 물 배출 높이(D1)보다 약간 높은 위치와 봉수의 바로 아래에 제1차단벽 수위감시센서(S2)와 봉수감지센서(S3)를 각각 설치한다.

이 상태에서 평소에는 기초센서(S1)와 제1차단벽 수위감지센서(S2),봉수수위감지

센서(S3) 간에는 제2차단벽(30)이 가두는 봉수에 의해 물(100)이나 기름(200)이

고여 있으므로 전류가 흘러 신호가 발생하지만 갈수기때 수위가 줄어 들어 봉수가 봉수감지센서(S3) 이하로 내려가면 전류의 흐름이 중단되면서 봉수감지센서(S3)의

신호 발생이 중단되고 좀더 수위가 내려가 제1차단벽 센서(S2) 이하로 수위가 내려가면 기초센서(S1)와 제1차단벽센서(S2) 간의 신호발생도 중단되므로 봉수 수위

감지센서(S3)에 신호 발생이 중단되면 곧 승강판(22) 하단 이하로 수위가 내려가 오일이 유출 될 가능성이 있으므로 승강판(22)의 조절을 통하여 오일(200)의 유출을 방지 할 수 있다. 또 봉수의 위치 바로 위에 오일 검출 센서(S4)를 설치하면

평소에는 물(100)만 유입되면 물(100)은 수두압에 의하여 유출구(12)를 통하여

유출되어 봉수의 위치만 유지되나 기름(200)이 유입되면 기름(200)의 비중은 물(100)보다 가벼워 물(100)과 기름(200)의 합한 높이는 평소의 봉수의 높이보다 높아지므로 이 레벨이 오일검출센서(S4)에 도달하면 오일검출센서(S4)에 신호가 발생되어 집수정(10)에 오일(200)의 유입 사실을 알 수 있다. 오일검출센서(S4) 보다높고 집수정(10)의 천정부 아래에 설치되는 오버플로우센서(S5)는 오일(200)이 과도하게 유입되었거나 집수정(10)의 바닥에 토사가 쌓여 집수정(10)의 기능이 현저하게 저하 했을 때 신호가 발생한다 상기와 같이 구성된 본 고안은 초기에 상기 제2차단벽(30)의 물(100)의 유출을 방지하는 벽높이(H1) 만큼 비중이 무거운 물(100)을 채워 수봉장치의 역할을 하게 한다. 그 다음 집수정(10)속에

물(100)과 오일(200)의 혼합액이 유입되면 이는 집수정(10) 내부를 차오르면서 비중차에 의하여 물(100)과 오일(200)의 분리가 집수정(10)에서 이루어 지고 제1차단벽(20) 좌측방(R1)의 수두압이 제1차단벽(20) 우측 방(R2)의 수두압 보다 크지면 집수정(10)의 물은 유출구(12)를 통하여 유출된다. 이는 제1차단벽(20) 좌측 방(R1)의 물(100)과 기름(200)의 합한 비중이 제1차단벽(20) 우측방(R2)의 물(100)의 비중과 평행을 이룰때 까지 배출이 이루어 진다. 또 유입된 기름(200)의 비중은 물(100)보다 가벼워 물(100)과 기름(200)의 합한 높이는 평소의 봉수의

높이(H1)보다 높아져 오일검출센서(S4)에 도달하면 이 물(100)과 오일(200)을 매개로 오일검출센서(S4)에 전류가 흘러 신호가 발생되어 집수정(10)에 오일(200)의

유입 사실을 알 수 있다

도3,도4,도5,도6 및 도7에서는 본 고안의 변형 실시 예가 도시 되어 있는바 도3의 경우는 도1 및 도2의 유수 분리형 집수정(10)에서 수위

검출센서(S1,S2,S3,S4,S5)가 없는 경우로 개방형 수로와 같이 밀착 관리가

힘들고 자연 상태에서 육안 점검 관리가 가능토록 구성되어 있고 기능은 도1 및

도2 에서 설명한 바와 같이 동일하게 작용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략

하기로 한다

또 도4 및 도5의 경우에 있어서는 도1 및 도2에 기술된 유수 분리형집수정(10)에서 제2차단벽(30)이 고정되지 않고 반개방 승강판(32)과 고정판(31)으로 구성된 예를 나타는데 제2차단벽(30) 하부에는 승강판(32)이 더 이상 하강하지 않게 하는 기계적인 스톱퍼(14)가 있는 바 이 스톱퍼(14)는 제2차단벽(30)의 승강판(32)이 스톱퍼(14)까지 내려 왔을때 유지되는 봉수의 높이는 승강판(32)의 차단판(32b) 상부 만큼의 높이를 유지하며 이때 물(100)과 오일(200)의 혼입물이 유입되면 오일(200)의 깊이와 비중이 이루는 수두압에 의하여 봉수의 수위가 서서히 낮아 지면서 물(100)은 서서히 배출되는데 이때 물(100)의 깊이와 비중이 이루는 수두압이 오일(200)의 깊이와 비중이 이루는 수두압과 평행을 유지하면서 오일(200)이 제 1차단벽(20)의 승강판(22) 끝단 밑으로 내려 가지 않는 즉 오일트랩의 수봉을 깨지 않는 특징을 갖는 높이에 위치한다 즉 본 고안에서는 적용되는 오일(200)의 비중에 따라서 상기 집수정(10)의 크기와 제2차단벽의 높이와 스토퍼(14)의 위치가 결정되는바 그 크기를 특정하게 한정 할 수는 없지만 적용하고자 하는 현장에 맞추어 오일(200)의 비중을 감안하여 이를 바탕으로 상기 집수정(10)의 크기와 스톱퍼(14) 위치를 정하면 오일(200)은 봉수를 파괴하지 않고도 집수정(10)내에 안전하게 가두어 둘 수 있다

이 제2차단벽(30)의 경우는 봉수의 높이를 조절하는 역할을 하는 바 이 차단벽(30)이 너무 낮으면 봉수와 제1차단벽(20) 하부의 간격 즉 오일 트랩의 역할을 하는 물(100)의 두께가 얇아 폭우나 기상 이변으로 물(100) 또는 물(100)과 오일(200)의 혼합액이 일시에 유입되면 유입관성에 의하여 순간적으로 오일(200)이 제1차단막(20)의 승강판(22) 하부를 통과하여 유출될 수가 있으므로 승강판(32)의 높이 조정을 통해 오일(200)의 유출을 방지한다. 이 반개방 승강판(32)은 도7에 도시된 바와 같이 상부에 물 유출구(32a)가 형성되고 그 하부 측에는 차단판(32b)이 형성되는 것으로 이는 도4에 도시된 바와 같이 집수정(10)을 가로 지르도록 하부측에 고정판(31)이 고정되고 그 상부측으로 차단판(32b)과 물 유출구(32a)을 갖추어 상기 차단판(32b)은 고정판(31)과 중첩이 되면서 상기승강판(32)은 집수정(10) 내측 양면에 수직으로 형성된 수직 레일(33)을 따라서 승,하강이 가능하도록 장착된다. 그리고 그 상부측에는 상기 승강판(32)을 가동시키기 위한 스크루 잭으로 연결되어 있어 상황에 따라서 핸들을 이용한 수동 조작이나 웜 피니언 기어를 장착하여 모터나 유압장치를 통한 동력 운전으로 상하로 이동시키게 된다. 따라서 상기 승강판(32)의 작동은 승강판(32)을 상하로 이동시켜 유로가 형성되는 차단판(32b)의 높낮이를 조정함으로서 전체적으로 제2차단벽(30)을 통과하여 흐르는 물의 높낮이를 조절함은 물론 집수정(10) 내의 봉수의 높이를 조절하는 것이다. 제2차단벽(30)의 승강판(32)의 물 유출구(32a)의 크기는 유입량(D1)과 같거나 크게 하여 물(100)의 흐름을 원활히 하며 물 유출구(32a)와 차단판(32b) 그리고 스톱퍼 높이(H2) 의 합한 값이 집수정(10)의 크기(T1)을 넘지 않는다 도6은 도4 및 도5에서 기술된 유수 분리형 집수정(10)에서 수위검출센서(S1,S2,S3,S4,S5)가 없는 경우로 개방형 수로와 같이 밀착 관리가 힘들고 자연 상태에서 육안 점검 관리가 가능토록 구성되어 있고 기능은 도4 및 도5 에서 설명한 바와 같이 동일하게 작용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다

상기와 같이 본 고안에 의하면 공장지역이나 기타 오일(200) 유출이 가능한 개방되거나 밀폐된 수로 지역에서도 간단한 구조로서 안정적으로 오일(200)의 유출을 방지 할 수 있다. 또한 이 모든 작업이 물(100)과 오일(200)의 비중차를 이용하여 자연적으로 이루어짐으로 한꺼번에 오일(200)과 물(100)의 혼합액이 대량으로 유입 되어도 신속하게 배출처리 할 수 있고 별도의 설비비 및 운영비를 절감 시킬수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 비중이 다른 물(100)과 오일(200)이 담긴 집수정(10)으로부터 이들 액체를 서로

   분리시켜 자연배출하기 위한 장치에 있어서 상기 집수정(10)의 크기는 집수정(10)내에 담기는 오일(200)의 깊이와 비중이 봉수를 파괴하지 않고 안전하게 가두어 둘

   수 있는 크기를 가지면서 내부에 물(100)은 배출시키고 기름(200)은 가두는

   제1차단벽(20); 봉수의 높이를 조절하고 오일(200)과 물(100)의 비중이 균형을

   이루어 오일(200)이 봉수를 통과하여 유출되지 않도록 관리하는 제2차단벽(30);

   집수정(10) 내의 물(100)과 기름(200)의 높이를 감지하여 신호를 발생하여

   차단벽의 높이를 조정하게 하는 수위검출 센서(S1,S2,S3,S4,S5) 등을 구비하고

   물과 오일을 비중차에 의해 분리하고 오일을 수거 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 유수 분리형 집수정.
2. 제1항에 있어서 상기 유수분리형 집수정(10)은 전방측에 물이 수두차에 의해 자연

   유입될 수 있는 유입구(11)가 형성되고 후방측으로 집수정(10)의 바닥과의

   사이에는 유입구(11)를 통하여 유입된 물(100)이 충분히 빠져 날수 있는 유로가

   형성된 높이(D1)를 가진 제1차단벽(20)이 형성되며 상기 제1차단벽에서,

   유입구(11)를 통하여 유입된 물(100)이 충분히 빠져 나갈 수 있는 거리를 두고

   제2차단벽(30)이 상측에 유로를 갖는 구조로 형성되며 상기 제1차단벽(20)은 승,하강의 높이 조절이 가능하여 갈수기에도 기름이 제1차단벽(20)을 통과하지 못하고 내부에서 비중 분리되는 특징을 가진 유수 분리형 집수정
3. 제1항에 있어서 제1차단벽(20) 좌측 방(R1) 바닥 가까이에 기초센서(S1)가 있고

   제1차단벽(20)의 최고 높이(D1)보다 높은 위치와 봉수의 바로 아래에 제1차단벽 수위 감시센서(S2)와 봉수감지센서(S3)가 각각 설치되어 물과 기름을 매개로

   전류가 흐르는 원리를 활용하여 갈수기때 수위가 줄어 들어 기준치 이하로 내려

   가면 신호를 발생시켜 수위 저하를 알 수 있으며 또 봉수의 바로 위에 오일 검출센서(S4)를 설치하여 기름의 비중이 물의 비중보다 작아 수위가 상승하는 원리를 활용하여 집수정(10)의 오일이 유입 여부를 알 수 있게 하며 천정 하부에 부착된 오버플로우센서(S5)를 활용하여 물의 과대 유입이나 집수정에 퇴사가 쌓여 기능이 저하한 사실을 알 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 유수 분리형 집수정
4. 제1항에 있어서 개방형 수로와 같이 수위검출센서(S1,S2,S3,S4,S5) 없이 자연

   상태에서 육안 점검 관리가 가능토록 구성됨을 특징으로 하는 유수 분리형 집수정
5. 제1항에 있어서 제2차단벽(30)이 반개방 승강판(32)과 고정판(31)으로 구성되고 이 반개방 승강판(32)은 물 유출구(32a)와 차단판(32b)으로 형성되며 또 이 승강판(32)은 상기 집수정(10)을 가로지르도록 하부측에 고정 설치된 하판(31)과 중첩되도록 갖춰져서 승강판의 이동으로 물 유출구(32a)의 높낮이를 조정함으로 전체적으로 봉수의 높낮이를 조절하여 수압에 의해 오일 트랩의 파괴를 방지할 수 있으며

   이 승강판(32)이 일정한 높이 이상을 유지하게 하여 오일트랩의 붕괴를 방지하게 하는 기계적 스톱퍼(14)를 갖춘 유수분리형 집수정
6. 제5항에 있어서 개방형 수로와 같이 수위검출센서(S1,S2,S3,S4,S5) 없이

   자연 상태에서 육안 점검 관리가 가능토록 구성됨을 특징으로 하는 유수 분리형

   집수정