KR200366227Y1 - 하이드로사이클론형 분리기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지표면, 도로, 농경지 또는 건설현장의 지표면에 축적된 오염물이 우천 시 빗물과 혼재되어 배출될 경우 이러한 오염물을 빗물로부터 효과적으로 분리하기 위한 하이드로사이클론형 분리기에 관한 것으로, 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기는 챔버 측벽의 소정부분의 반경이 외측으로 확장되어 있으며, 상기 확장된 측벽의 접선 방향으로 오염액을 유입시키는 유입관과 상기 오염물이 제거된 처리액이 배출되는 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 하이드로사이클론형 분리기는 확장된 측벽으로 인해 효율적으로 오염물을 분리할 수 있으며, 수집된 오염물이 폭우 등으로 유실될 염려가 없다.

Description

하이드로사이클론형 분리기{Hydrocyclone type separator}

본 고안은 오염물이 혼재된 오염액의 분리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 챔버 측벽의 소정부분의 반경이 외측으로 확장되어 있으며, 상기 확장된 측벽 측으로 유입된 오염액이 상기 확장된 측벽으로 인해 더욱 증가된 원심력을 받도록 설계된 하이드로사이클론형 분리기에 관한 것이다.

일반적으로 오염물질을 발생원인에 따라 구분하면 점오염물질과 비점오염물질로 구분할 수 있는데, 이 중 비점오염물질(Non-Point Sources)은 도로, 교량의 표면에 싸여있는 차량배기가스, 타이어 등의 미세분진 또는 골프장, 주차장, 농지, 건설현장 등의 지표면에 축적되어 있는 오염물질 등과 같이 우천시 빗물을 통하여 하천으로 유입되면 수질오염의 한 원인이 되는 것으로 따로 배출구가 없는 오염물질을 말한다. 이러한 비점오염물질을 처리하기 위해서는 조대입자상물질, 부유물질, 탁도 그리고 무기물질을 제거하는 것이 필요하다.

이런 오염액을 처리하는데 유용하다고 알려진 종래의 하이드로사이클론형 분리기(200)는 보통 원통부와 원추부로 이루어진 챔버(210)와 상기 원통부의 측벽에 접선방향으로 오염액을 공급하는 유입구(220)로 구성된다.

접선방향으로 유입된 오염액에 의해서 챔버(210)의 내부에 형성되는 와류로 인하여 오염액 속에 함유되어 있는 크기 또는 밀도가 큰 오염물질은 원심력에 의해 선회하면서 원추벽에 모여지고, 모인 오염물질은 원추부의 하부배출구(240)를 통해 배출된다. 한편, 오염액 속의 크기 및 밀도가 작은 처리액은 챔버(210)의 중심부에 모여서 상승선회와류를 타고 원통부의 상부배출구(230)로 배출된다.

이와 같은 처리방법을 적용하기 위해서는 유입되는 오염액의 유입속도가 일정속도 이상으로 유지되어야 하므로, 오염액의 유입 속도를 유지시키기 위한 설비(펌프 등)가 필수적이며, 따라서 많은 유지관리 비용이 소요되므로 경제성이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유입되는 오염액을 일정속도 이상으로 유지하기 위한 별도의 제반장치를 사용하지 않아 처리비용이 저렴하고, 유지관리가 아주 편리하면서도 폭우시 챔버 내에 적재되어 있는 오염물의 유실을 막을 수 있는 하이드로사이클론형 분리기를 제공하고자 한다.

도1은 본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기의 사시 단면도이다.

도2와 도3은 본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기의 사용상태도 이다.

도4는 본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기의 누적된 오염물을 제거하는 상태를 나타낸 단면도이다.

도5는 본 고안의 실시 예의 응용 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기의 다른 사용상태도 이다.

도6은 종래 하이드로사이클론형 분리기의 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 챔버 11 : 확장된 측벽

111: 가이드단 12 : 유입구

13 : 배출구 14 : 제1오염물제거구

15 : 통과홀 20 : 유입관

30 : 배출관

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기는 측벽의 소정부분의 반경이 외측으로 확장되어 있으며 오염물이 혼재된 오염액이 상기 확장된 측벽 측으로 유입되도록 유입구가 형성되어 있고, 상기 오염액으로부터 상기 오염물이 분리된 처리액이 배출되는 배출구가 상기 유입구와 격리되어 형성되어 있는 챔버와 상기 유입구와 연결되고 유입되는 상기 오염액이 원심력을 받을 수 있도록 상기 확장된 측벽의 접선방향으로 상기 오염액을 공급하는 유입관 및 상기 처리액을 외부로 배출시키기 위하여 상기 처리액이 모여드는 상기 챔버 내의 특정위치에서 적어도 상기 배출구까지 연결되는 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다. 더욱 상세하게는 상기 확장된 측벽은 상기 챔버의 내측으로 개구되도록 형성되어 있으며, 상기 오염액을 가이드 할 수 있는 가이드 단으로 상기 챔버의 내측과 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기 확장된 측벽의 반경은 상기 유입구가 형성된 부분을 최대로 하여, 서서히 줄어들면서 상기 챔버의 내부와 접하도록 연결되고 상기 확장된 측벽은 하방향으로 경사진 나선형인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 챔버의 상단부에 오염물질을 제거하기위한 제1개구부가 형성되어 있으며, 상기 챔버의 하단부에 오염물질을 제거하기위한 제2개구부가 더 형성된 것도 특징으로 하며, 상기 배출구는 유입구의 위치보다 낮은 챔버의 측벽에 형성되어 있으며, 상기 유입구의 위치보다 높은 챔버의 측벽에 통과홀이 형성된 것을 더욱 상세한 특징으로 한다.

이하 본 고안에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기의 사시단면도이다.

도1을 참조하면, 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기는 대략적으로 챔버(10), 유입관(20), 배출관(30)으로 구성된다.

본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기는 하이드로사이클론의 특성을 이용한 오염물 분리기로서, 상기 챔버(10)의 바닥은 많은 오염물을 수집할 수 있도록 하향으로 볼록하게 설계되어 있으며, 상단부에 제1오염물제거구(14)가 형성되어 있어 수집된 상기 오염물을 쉽게 제거할 수 있도록 하였다. 물론 분리되는 오염물의 종류나 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기가 설치되는 장소에 따라 상기 챔버(10)의 하단부에도 제2오염물제거구(미도시)를 형성시킬 수 있다.

상기 챔버(10)의 상부 측벽 측에는 반경방향으로 외측으로 확장된 측벽(11)이 형성되어 있는데, 이러한 확장된 측벽(11)은 상기 챔버(10)의 내측으로 개구되어 있으며, 오염액을 가이드할 수 있는 가이드 단(111)이 상기 챔버(10)의 내측과 연결되도록 형성되어 있다. 또한 상기 확장된 측벽은 상기 확장된 측벽(11) 측으로 오염액을 유입시키는 유입구(12)가 형성된 부분의 반경을 최대로 하여 그 반경이 서서히 줄어들어 상기 챔버의 측벽측과 연결되도록 설계되어 있으며, 또한 상기 확장된 측벽(11)은 하방향으로 경사진 나선형태로 상기 챔버(10)의 측벽을 타고 돌아 상기 챔버(10)의 내측과 연결되도록 설계한다. 따라서 상기 유입구(12)를 통하여 유입되는 오염액은 확장된 측벽을 따라 형성된 상기 가이드 단(111)을 통하여 상기챔버(10) 내로 유입된다.

상기 유입구(12)는 상기 오염액을 상기 확장된 측벽(11)의 접선방향으로 유입시키는 유입관(20)과 연결되어 있다. 따라서 오염액이 유입관(20)을 타고 유입구(12)로 유입되면, 원심력(F=mrω²)을 받게 되는데, 상기 챔버(10)의 유입구가 형성된 측벽이 확장되지 않았을 때 보다, 상기 확장된 측벽에 의해 더 큰 원심력을 받을 수 있게 된다. 그리고 유입되는 오염액은 상기 가이드 단으로 가이드 되는 유로를 따라 흐를 수 있어, 유입되는 유속이 느리더라도 효과적으로 원심력을 받을 수 있다. 더욱 커진 원심력으로 인해 오염액 속의 혼재하는 오염물의 질량에 따른 원심력이 커져 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기는 향상된 분리 능력을 가지게 되는 것이다. 따라서 기존 하이드로사이클론형 분리기(200)는 원심력을 크게 하기 위하여 별도의 펌프(미도시) 또는 기타 제반시설(미도시)을 필요로 하였지만 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기는 별도의 제반시설이 필요 없어 유지비가 저렴하고 관리의 편의성을 갖게 되는 것이다.

도2 및 도3은 본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기에 의해 오염물이 분리, 누적 되는 것을 보여주는 사용상태도이다.

도2 및 도3을 참조하면, 상기 유입관(20)을 통해 유입된 오염액은 상기 확장된 측벽(11)으로 인하여 측벽이 확장되지 않았을 경우보다 더 큰 원심력을 받으며 가이드 단(111)을 타고 상기 챔버(10)의 측벽 측으로 선회하면서 하방향으로 내려오게 된다. 하방향으로 상기 챔버(10)의 벽을 타고 내려오면서 상기 오염액에 혼재되었던 오염물이 분리되고, 분리된 오염물은 상기 챔버(10)의 바닥에 적층된다. 상기 오염물이 분리된 처리액은 상기 챔버(10) 내에 형성되는 상승선회와류를 타고 상승하게 되는데, 상기 챔버(10)의 하부 중심선상에서 상향 직각 연장되어 배출구(13)측으로 연결되는 배출관(30)을 통해 배출된다.

도4는 본 고안의 실시 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기에 의해 챔버(10) 바닥에 수집된 오염물을 제거하는 상태를 나타낸 도면이다.

도4를 참조하면, 상기 오염물이 챔버(10)의 바닥에 배출관(30)보다 높게 적재되면 배출관(30)이 막히거나 분리된 오염물이 그대로 배출되고 유입되는 오염액이 역류 하게 될 위험이 있다. 따라서 상기 챔버(10)의 바닥에 수집된 오염물은 적당한 때에 제거되여야 하는데, 본 고안의 실시 예에서는 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기의 제1오염물제거구(14)가 맨홀 등 외부와 연결될 수 있는 통로와 연결되도록 설치된 것을 예로 들어 설명하겠다. 즉, 상기 오염물의 수집된 량이 본 고안의 하이드로사이클론형 분리기가 수용할 수 있는 량에 도달하면, 상기 맨홀 등의 뚜껑을 열어 상기 제1오염물제거구(14)를 통하여 수면에 떠오른 부유물은 뜰채와 같은 오염물 제거수단(미도시)으로 제거시키고, 상기 챔버(10)의 바닥에 수집된 오염물은 흡입호스 등과 같은 오염물 제거수단으로 흡입시켜 외부로 배출시키는 것이다. 따라서 수집된 오염물을 효율적으로 제거할 수 있도록 하였다. 본 고안의 실시예에서는 상기 배출관(30)이 하방향으로 개구되어 상기 배출구(13)측으로 확장된것을 중심으로 설명하였으나, 상기 배출관의 형태가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 배출관을 상·하가 개방된 관형으로 하고, 상기 배출구(13) 측에서 확장된 확장관과 연결되도록 설치하여, 개방된 배출관을 통하여 오염물 흡입호스를 삽입시켜 상기 챔버의 바닥에 수집된 오염물을 배출시킬 수도 있다.

도 5는 본 고안의 실시 예의 응용 예에 따른 하이드로사이클론형 분리기(100)를 나타낸 도면이다.

도5를 참조하면, 본 고안의 상기 챔버(10) 내에 과다한 오염액이 유입되어 본 고안의 목적에 따른 기능을 수행하지 못하게 되면, 상기 챔버(10) 내의 포화된 오염액을 배출시키고 챔버(10) 내에 적재된 오염물의 유실을 방지하기 위하여 상기 유입구(12)보다 높은 위치의 챔버(10)의 측벽에 통과홀(15)을 형성시킨다. 따라서 유입된 오염액의 량이 과다하여 분리된 오염물이 상기 챔버(10)의 바닥에 머무르지 못하고 외부로 배출되는 사태가 일어나는 것을 방지한다.

즉, 본 고안의 상기 하이드로사이클론형 분리기는 지리적 요건과 연평균 강수량 및 사용 목적에 따라 적당한 용량의 크기로 제작되는데, 우리나라와 같이 계절에 따른 강수량의 차가 큰 경우나 폭우가 쏟아지는 경우 과다한 오염액이 빠른 유속으로 상기 챔버(10) 내에 유입되어 상기 챔버(10) 내에 형성된 선회류의 흐름을 교란시킬 위험이 있게 되고, 이와 같은 선회류의 교란으로 수집된 오염물이 외부로 배출될 염려가 있다. 따라서 상기 통과홀(15)를 형성시켜 유입되는 오염액의 일부를 바로 배출시키면 상기 챔버(10)의 바닥에 이미 수집되어 있던 오염물이 이러한 오염액의 유입량의 변화에도 불구하고 그대로 유지되어 있을 수 있는 것이다.

이상과 같이, 본 고안에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 고안의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 고안이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 고안의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주내의 다른 형태의 본 고안을 실시할 수 있거나, 본 고안과 균등한 영역의 고안을 실시 할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면, 첫째, 확장된 측벽으로 인해 더 큰 원심력을 얻을 수 있어 효율적인 분리성능을 낼 수 있고,

둘째, 별도의 제반시설을 사용하지 않아 유지비가 저렴하고 관리하기 쉬우며,

셋째, 폭우로 인해 챔버 내에 적재되어 있는 오염물이 유실될 염려가 없고 오염물의 역류를 막을 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 측벽의 소정부분의 반경이 외측으로 확장되어 있으며 오염물이 혼재된 오염액이 상기 확장된 측벽 측으로 유입되도록 유입구가 형성되어 있고, 상기 오염액으로부터 상기 오염물이 분리된 처리액이 배출되는 배출구가 상기 유입구와 격리되어 형성되어 있는 챔버;

   상기 유입구와 연결되고 유입되는 상기 오염액이 원심력을 받을 수 있도록 상기 확장된 측벽의 접선방향으로 상기 오염액을 공급하는 유입관; 및

   상기 처리액을 외부로 배출시키기 위하여 상기 처리액이 모여드는 상기 챔버 내의 특정위치에서 적어도 상기 배출구까지 연결되는 배출관; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 확장된 측벽은 상기 챔버의 내측으로 개구되도록 형성되어 있으며, 상기 오염액을 가이드 할 수 있는 가이드 단으로 상기 챔버의 내측과 연결되는 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 확장된 측벽의 반경은 상기 유입구가 형성된 부분을 최대로 하여, 서서히 줄어들면서 상기 챔버의 측벽과 접하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
4. 제1항 있어서,

   상기 확장된 측벽은 하방향으로 경사진 나선형인 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 챔버의 상단부에 오염물질을 제거하기위한 제1개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
6. 제1항 있어서,

   상기 챔버의 하단부에 오염물질을 제거하기위한 제2개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 배출구는 상기 유입구의 위치보다 낮은 위치의 상기 챔버의 측벽에 형성된 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.
8. 제1항에 있어서,

   상기 유입구의 위치보다 높은 챔버의 측벽에 통과홀이 형성된 것을 특징으로 하는 하이드로사이클론형 분리기.