KR200337146Y1 - 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치에 관한 것으로, 본 고안에서는 수면부상식 스키머와 진공강자흡식 펌프를 조합하여 부유물을 회수하므로써, 강제 흡입력으로 대량의 부유물을 제거할 수 있는 장점이 있다.

Description

진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치{omitted}

본 고안은 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수면으로부터 부유물, 예컨데 오일(OIL)이 많이 발생하는 집수조나 하천에 유출된 오일, 특히 기온이 하강하여 점도가 크게 높아진 오일이나 물과 함께 어멀젼 상태가 되어버린 오일은 그 제거작업에 상당한 어려움이 있다.

이에, 수면으로부터 오염물을 분리하고 모으기 위해 여러가지 형식의 오일 제거 장치 사용되고 있다. 이와같은 장치는 수상에서 사용됨에 따라 설계 문제점과 안전성의 부족하고, 동시에 부유물제거과정에서 많은 물이 부유물과 함께 모이게 되어 부유물을 집중적인 형태에서 모을 수 없다. 추가로 기존 기술은 전반적으로 물과 함께 어멀젼의 상태가 된 오일과 높은 점도의 오일을 실제적으로 해결할 수없다.

오일은 물의 오염으로 심각한 위험을 야기하므로 부유물, 특히 수면에서 엷은 층으로 퍼져있는 오일을 제거하는 문제는 매우 중요하다. 그런 부유물은 수면에서 오염시키는 엷은 층을 형성하게 되고 이런 오염물은 밑에 있는 물과 혼합되지 않고 순수한 상태를 유지하거나 물과 함께 어멀젼을 형성한다. 강, 호수 또는 바다가 이런 기름 등에 유출되면 이 오염물은 초기 상태에서 물과 혼합되지 않는 매우 엷고 광범위한 층을 형성한다. 그러나 곧 파랑과 바람에 의해 기름은 물과 함께 어멀젼을 형성하게 되어 더 이상 액체상태를 유지하지 않게 된다. 이런 일들은 난파된 유조선이나 해저 석유 추출과정에서의 사고에서 일어난다.

또한, 이와같은 문제점은 폐수 정화, 특히 산업화된 지역에서 오는 폐수 정화에서 일어난다. 이 경우 오염물은 물과 함께 유제화된 층을 형성하지만 상대적으로 좁은 영역을 덮고 있다. 이러한 모든 경우에 유체 오염물은 액체일 수도 있고 아닐 수 있다. 이런 저층액은 혼합되지 않고 오염물은 상대적으로 두꺼운 층을 형성하는 저층액의 표면에 엷은 층을 형성한다.

그러므로 강제로 부유물을 호퍼 안으로 이송시키고 이 오염물의 층의 두께를 증가시키는 특별한 방법을 취하지 않고 오염물을 회수하기 위해 밑에 형성된 두꺼운 층으로부터 오염물의 엷은 층을 분리하는 것은 어렵다. 실제 오염물의 표면에 부유한 흡입 나팔관을 갖는 펌프를 통해 부유물을 제거하는 시도가 있었지만, 흡입 나팔관은 큰 파도나 바람에 의해 휘저어 지는 오염된 강, 호수 그리고 바다의 경우 오염물의 표면이 불규칙적이므로 정상적인 작동이 불가능하다. 특히 물과 유제화가되어버린 오염된 기름층은 기존의 장치 예를 들어 디스크 스키너 또는 브러쉬 스키머로 제거되어 질 수 없다.

한편, 강한 흡입력이나 고점성 액체의 펌핑이 요구되는 설비에는 임펠러가 장착된 진공 강자흡식 펌프가 적용된다. 이와같이 진공 강자흡식 펌프는 모터의 구동으로 임펠러를 고속회전시켜 강한 흡입력으로 공기와 액체를 함께 흡입/펌핑하므로 잔여량의 발생이 없을 뿐만 아니라 양방향으로 펌핑이 가능한 장점이 있다.

본 출원인에 의해 특허출원 제 2003-0053944 호로써 선출원된" 진공 강자 흡식 펌프 및 진공 강자흡식 펌프를 이용한 수중폭기장치"는 모터의 축방향에 결합되며 U자형의 이송홈이 내측면에 형성된 내측케이싱과, 흡입구와 배출구가 구비되며 U자형의 이송홈이 내측면에 형성되어 상기 내측케이싱에 결합되는 외측케이싱과, 상기 내,외측케이싱 사이에 개재된 상태에서 모터축에 장착되는 임펠러로 구성된다.

또한 특허 제 175650호, 실용신안등록제0173317호,실용신안등록제0260749호, 실용신안등록제 0169162호 의 등록된 것도 펌프를 이용해서 쓸수 있도록 된 것이다.

이에 따라, 선출원고안의 진공강자흡식 펌프는 모터의 고속회전에 의해 내,외측케이싱 사이에 장착된 임펠러가 고속회전하므로써 내,외측케이싱의 내측에 형성된 이송홈을 통해 물이나 기타 흡입물을 강한 흡입력으로 빨아들여 펌핑할 수 있는 것이다.

이에, 본 고안은 전술한 부유물 회수장치가 갖는 제반적인 문제점을 해결함과 아울러 본 출원인에 의해 선출원된 진공강자흡식 펌프를 부유물 회수장치에 적용하기 위해 창안된 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치의 전체구성도이다.

도 2는 본 고안에 따른 부유물 회수장치에 적용되는 진공강자흡식 펌프의 구성을 보인 분해사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 부유물 회수장치에 적용되는 진공강자흡식 펌프의 작용상태를 보인 정면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프에 있어, 임펠러의 2실시예를 보인 사시도이다.

도 5a, 도 5b는 전술한 1실시예 및 2 실시예에 의한 임펠러에 림이 추가형성된 상태를 보인 사시도이다.

도 6은 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치의 작용상태도이다.

〈도면주요부위에 대한 부호의 설명〉

100 : 진공강자흡식 펌프 110 : 축

200 : 내측덮개 210,370 : 이송홈

300 : 외측덮개 310 : 흡입구

320 : 배출구 380 : 흡입공

390 : 배출공 40 : 임펠러

41 : 보스 42 : 곡선날개

43 : 림 421 : 압력상승편

400 : 수면부상식 스키머 410 : 필터망

420 : 흡입관 430 : 부구

500 : 부유물 회수조 510 : 배출관

O : 부유물 A : 밀폐판

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단으로는;

부유물을 흡입하기 위한 흡입관이 필터망에 연결되고, 상기 필터망은 다수의 부구에 연결되어 수면에 부상하도록 구성되는 수면부상식 스키머;

상기 흡입관이 외측케이싱에 구비되는 흡입구에 관연결되고, 내측케이싱과 외측케이스의 사이에는 모터축에 장착되는 임펠러가 개재되는 진공강자흡식 펌프; 및 상기 외측케이싱에 구비되는 배출구에 배출관이 연결되어 펌핑된 부유물을 회수하는 부유물회수조;를 포함하는 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치를 구비하므로서 달성된다.

이하,본고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 부유물 회수장치에 적용되는 진공강자흡식 펌프의 구성을 보인 분해사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 부유물 회수장치에 적용되는 진공강자흡식 펌프의 작용상태를 보인 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물회수장치는 수면부상식 스키머(400)와 진공강자흡식 펌프(100)와 부유물회수조(500)로 구성된다.

이때, 상기 수면부상식 스키머(400)는 도 1에서와 같이 부유물(O)을 흡입하기 위한 흡입관(420)이 필터망(410)에 연결된다. 이와같은 필터망(410)은 소정크기의 부유물만이 통과할 수 있는 망상체로 구성되며, 상기 필터망(410)의 외둘레는 다수의 부구(430)에 연결되어 수면에 부상할 수 있게 구성된다. 또한 상기 필터망(410)의 내면, 즉 상기 흡입관(420)과의 연결부위에는 소용돌이를 발생시키는 흡입 촉진판(도면에 미도시됨.)을 설치할 수도 있다.

여기서, 상기 흡입관(420)은 흐르는 물에서 부유물을 제거할 경우 " "와 같은 구조로써 입구를 크게 형성할 수도 있고, 그 밖에도 사용장소의 환경요건에 따라 변형이 가능한 것이다.

또한, 상기 진공강자흡식 펌프(100)는 도 2 내지 도 3에서와 같이 모터에 고정되는 내측덮개(200)는 내부 외측에 U자형의 이송홈(210)이 형성되고, 상기 내측덮개(200)의 중앙에 돌출되는 모터의 축(110)에는 임펠러(40)가 키결합되며, 상기 임펠러(40)가 끼워진 내측덮개(200)에는 흡입구(310)와 배출구(320)를 갖는 외측덮개(300)를 볼트(350)로 고정시키되, 이와같은 외측덮개(300)의 내부에는 흡입공(380)과 배출공(390)이 좌,우대칭형성되고, 내부 외측에는 U자형의 이송홈(370)을 형성된다.

이때, 상기 임펠러(40)는 축결합부위인 보스(41)의 외둘레에 곡선날개(42)가 방사상으로 결합된다. 이와같은 각 곡선날개(42)의 사이에 형성되는 구획칸은 곡선형태로 구성되어지되, 외둘레로 갈수록 폭이 넓어지는 구조를 갖는다. 추가적으로 상기 임펠러(40)의 후방면은 도 2에서와 같이 밀폐판(A)에 의해 밀폐시킴이 바람직하다.

도 4는 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프에 있어, 임펠러의 2실시예를 보인 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 고안에 제 2 실시예에 의한 임펠러(40)의 곡선날개(42)는 그 끝단에 ""와 같이 폭이 좁아지는 형태로 구성되는 압력상승편(421)이 구비된다. 이와같은 압력상승편(421)은 임펠러(40) 곡선날개(42)의 폭을 좁게 하여 펌핑시 압력을 상승시키기 위함이다.

도 5a, 도 5b는 전술한 1실시예 및 2 실시예에 의한 임펠러(40)에 림(43)이 추가형성된 상태를 보인 사시도로써 상기한 바와같이 밀폐판(A)에 의해 후방면이 밀폐되는 임펠러(40)의 각 곡선날개(42)는 그 끝단을 림(43)에 의해 연결할 수도 있다.

한편, 상기 부유물회수조는 도 1에 도시된 바와같이 상기 진공강자흡식펌프(100)의 배출구(320)에 배출관을 연결하여 상기 진공강자흡식펌프(100)에 의해 펌핑된 부유물을 저장하게 된다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치의 작용상태를 살펴보기로 한다.

도 6은 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치의 작용상태도이다.

우선, 수면부상식 스키머(400)를 부유물(거품 또는 오일 등 : O)이 존재하는 수면상에 설치한 상태에서 흡입구(310)에 흡입관(420)을 연결하고 배출구(320)에는배출관(510)을 연결한 후 모터를 구동시켜 외측덮개(300)와 내측덮개(200) 사이에서 임펠러(40)를 회전시키므로서 흡입구(310)에서 배출구(320)로의 펌핑동작을 수행한다.

이에 따라, 수면상에 존재하는 부유물(O)은 필터망(410)을 거쳐 필터링된 후 흡입관(420)을 통해 진공강자흡식 펌프(100)의 흡입구(310)에 흡입되는데, 이때에는 부유물(0)과 함께 물과 공기도 함께 흡입된다.

이렇게 흡입구(310)를 통해 흡입된 부유물(물과 공기가 포함됨.)은 내,외측 덮개(200,300)의 이송홈(210,370)과 구획칸의 내부에 충만된 후, 임펠러(40)의 회전에 따라 원심력이 점차 증가되면서 배출구(320)로 이송되면, 이송홈(210,370)을 따라 회전한 부유물은 이송홈(210,370)의 끝부분에서 이송홈(210,370)의 체적이 감소하며 내부압력이 증가되어 임펠러(40)의 구획칸에 둘러 쌓여 회전한 부유물과 함께 송출된다. 또한, 구획칸에 잔류한 부유물(O)은 흡입구쪽으로 회전하여 새로 유입된 부유물(0)과 혼합하여 흡입,압축,송출작용을 반복하며 부유물(O)의 이송을 되풀이하게 된다.

여기서, 부유물과 혼합되어 흡입구(310)를 통해 흡입된 공기는 임펠러(40)의 곡선날개(42) 사이의 구획칸에 분포하게 되는데, 임펠러(40)를 회전시키면 원주방향에는 상대적으로 무거운 부유물 및 물은 링을 형성하게 되고 부유물 및 물보다 가벼운 공기는 중심부분으로 모이게 되므로, 부유물(물을 포함함.) 및 공기는 임펠러(40)의 구획칸 이동에 따라 점진적으로 임펠러(40)의 원주부분에서 중심부분으로 이송되어 배출구(320)로 송출된다.

이에 따라, 임펠라(40)의 구획칸이 흡입공(380)과 이송홈(210,370)을 동시에 거치며 회전할 경우는 흡입공(380)으로 공기 또는 부유물이 흡입되어 이송홈(210,370)으로 이송되어지고, 임펠러(40)의 구획칸이 배출공(390)과 이송홈(210,370)을 동시에 거치며 회전할 경우는 이송홈(210,370)에 채워진 공기 또는 부유물이 배출공(390)을 통하여 배출되므로써 공기 또는 부유물 및 물의 펌핑동작이 이루어진다. 이렇게 송출된 부유물(O)은 배출관(510)을 통해 부유물회수조(500)에 저장된다.

특히, 임펠러(40)에 곡선날개(42)를 적용함에 따라 전력소모를 절감할 수 있는 장점이 있어, 기존에 비해 동일 전력소모당 펌핑효율의 향상효과를 얻을 수 있고, 소음또한 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 임펠러(40)의 곡선날개(42)에 압력 상승편(421)을 구비하므로서 진공도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 진공강자흡식 펌프는 강력한 흡입력과 토출력을 얻을 수 있으므로써, 흡입과 토출에 여액이 남지 않고, 고점도(오일, 그리스 등)의 부유물을 펌핑할 수 있으며, 펌핑작업은 마친 후에도 흡입관과 토출관에 잔여량이 남지 않아 청소가 용이한 장점이 있다.

따라서, 본 고안의 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치는 진공강자흡식 펌프(100)에 의한 강력한 강제 흡입력으로 대량의 부유물을 제거할 수 있고, 흡입관이 수면에 위치하므로 체류시간을 최대한 활용할 수 있어, 유수 분리 효율을 증대할 수 있다. 또한, 수면부상식 스키머(400)는 하천과 같이 넓은 수면에 떠있는 OIL을 제거하는데 적합하고, 수면에 떠다니면서 강제흡입을 수행하므로 미세한 OIL층까지 완전 제거할 수 있다. 이와 아우러 수면부상식 스키머(400)는 상부표면 OIL부터 빨려들어가므로써 물 흡입량이 적고 수면높이를 조정하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 상기한 진공강자흡식 펌프(100)는 본 출원인에 의해 국내특허공개 2000-66454호로 선출원된 진공 강자흡식 펌프를 적용할 수도 있고, 또 다르게는 본 출원인에 의해 국내실용신안등록 제 194139호로 선등록된 진공강자흡식 펌프를 적용하거나, 본 출원인에 의해 국내특허공개 2003-30316호로 선출원된 다단강자흡식 펌프를 적용하여 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 이와같은 선출원된 진공강자흡식 펌프를 적용할 경우 전술한 임펠러(40)를 적용함이 바람직하다.

또한, 상기한 진공강자흡식 펌프(100)는 본 출원인에 의해 국내특허출원 2003-0053944호로 선출원된 "진공 강자흡식 펌프 및 진공 강자흡식 펌프를 이용한 수중폭기장치"에서와 같이 고정유닛을 이용하여 수중에 설치한 상태에서도 사용할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 따른 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치는 수면부상식 스키머와 진공강자흡식 펌프를 조합하여 부유물을 회수하므로써, 강제 흡입력으로 대량의 부유물을 제거할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 부유물을 흡입하기 위한 흡입관이 필터망에 연결되고, 상기 필터망은 다수의 부구에 연결되어 수면에 부상하도록 구성되는 수면부상식 스키머;

   상기 흡입관이 외측케이싱에 구비되는 흡입구에 관연결되고, 내측케이싱과 외측케이스의 사이에는 모터축에 장착되는 임펠러가 개재되는 진공강자흡식 펌프; 및

   상기 외측케이싱에 구비되는 배출구에 배출관이 연결되어 펌핑된 부유물을 회수하는 부유물회수조;를 포함하는 진공강자흡식 펌프를 이용한 부유물 회수장치.