KR200404158Y1 - 유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오염된 호수와 하천등 오염수계를 정화할 수 있는 장치에 관한 것으로, 바람 또는 하천의 흐름등과 같은 자연상태에서의 유체흐름을 유속이 증대되도록 하는 깔데기 및 플륨관 형태의 유체수집수단으로 수집하고, 상기 유체수집수단에 의하여 유속이 증가된 유체흐름을 동력원으로 이용하는 이젝터에 의하여 공기 또는 물을 흡입하고, 상기 이젝터에 의하여 흡입되는 유체가 흐르는 통로를 제공하는 유체흡입관 및 상기 이젝터에 공급된 1차 유체와 이젝터에 의하여 흡입된 2차 유체가 혼합된 혼합유체가 유출되는 포기수류 유출관으로 구성되어 수중으로 공기를 흡입하거나 양수한 수류를 대기에 분수하고 오염수계로 재순환시켜서 호수 또는 하천의 용존산소농도 및 자정능력을 증대시키고 별도의 전력공급이 불필요하며 장치구성이 단순하고 경제적인 오염수계 정화장치에 관한 것이다.

Description

유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치{the Lake or Stream Water Quality Control System with using fluid-flow}

본 고안은 자연상태에서 부는 바람 및 하천의 흐름을 이용하므로 장치구성이 단순하고 별도의 전력을 공급하지 않고 작동될 수 있어 경제적으로 오염수계의 용존산소농도와 자연정화능력을 증대시켜서 호수 및 하천오염을 저감할 수 있는 정화장치에 관한 것이다.

생활계 하수와 산업폐수를 차집하여 처리하는 하수도시설이 지속적으로 건설되므로 하천과 호소 및 해양등의 오염이 개선되고 있다. 그러나 차집관로에서의 누수 및 비점오염원에서의 오염물질 유입으로 인하여 호소 및 하천 수질은 충분히 개선되지 못하고 있다. 특히, 도시근교 지류하천의 경우 상류의 위락시설과 무허가 식당 등에서 배출되는 생활계 오수로 인하여 오염이 심각한 실정이다.

하천과 호소의 수질을 유지 및 개선하는 방법으로서는 오염물질의 유입을 차단하는 방법과, 오염된 하천과 호수를 직접 정화하는 방법이 있다. 그 중 오염수계를 직접 정화하기 위하여 포기장치를 설치하거나 하천에 낙차가 발생되도록 하여 용존산소농도를 높혀서 자정능력을 증대시키거나 하천에 일정한 저류공간을 설치하고 쇄석 충전 및 포기장치를 설치하여 쇄석의 표면에 부착 증식되는 호기성 미생물의 분해능력을 이용하여 오염물질을 제거하였다.

그러나, 포기장치에 의해 용존산소를 공급하기 위해서는 송풍기와 산기관 및 전동기를 설치하고 전력을 공급하므로, 시설비가 고가이며 유지관리가 어렵고 동력이 과다 소요되는 문제점이 있다.

쇄석을 이용하는 생물막 증식방법은 퇴적물에 의하여 여상이 폐쇄되므로 유지관리가 어렵고, 소요체적이 큰 반면에 상대적으로 생물막이 부착증식될 수 있는 표면적이 적고 부지와 포기장치가 소요되며 유지관리가 어렵고 정화효율이 저조하다.

이와 같이 종래의 기술은 장치가 복잡하거나 넓은 부지가 소요되고 유지관리가 어렵우며 동력이 소요되고 기계고장 및 여상이 폐쇄되는 문제점이 제기되었다.

이에 본 고안은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 호수 및 하천에 자연적으로 생성되는 공기의 흐름인 바람을 이용하거나, 또는 하천에서의 수류흐름을 이용하여 별도의 동력공급이 불필요하고, 장치구성이 단순하여 유지관리비와 시설비가 경제적이며, 하자발생이 적고 안정적으로 오염수계를 정화할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 호수 또는 하천에 자연적으로 흐르는 바람 또는 하천에서 흐르는 수류의 흐름을 모아서 유속이 증대되고 운동에너지가 집중되도록 하는 유체가 유입되는 유입구 측의 단면적은 크고 유출구 측의 단면적은 점진적으로 축소된 플륨관 및 깔데기 형태의 유체수집수단을 설치하여, 상기 유체수집수단에 의하여 바람 또는 하천 흐름 등 동력원이 될 수 있는 1차 유체를 수집하고, 상기 유체수집수단의 축소된 유출구 측에는 1차 유체가 분출되는 노즐이 내장된 이젝터가 연결되며, 상기 이젝터에는 대기로 부터 공기를 흡입하거나 또는 하천과 호수로부터 수체를 흡입할 수 있는 2차 유체를 흡입하는 유체흡입관이 설치되고, 상기 노즐을 통하여 공급된 1차 유체와 상기 유체흡입관을 통하여 흡입된 2차 유체가 상기 이젝터의 내부에서 혼합되어 공기와 수류가 혼합된 혼합유체를 상기 이젝터의 출구에 구비된 포기수류 유출관을 통하여 오염수계로 재순환시켜서 용존산소농도와 자정능력을 증대시키므로 별도의 동력공급이 불필요하고 장치구성이 단순한 오염수계 정화장치를 실현한 것이다.

또한, 상기 오염수계 정화장치에 의하여 자연상태의 바람과 하천의 흐름을 이용하여 발생될 수 있는 흡입양정만으로는 깊은 수심까지 공기를 흡입하는 것은 거의 불가능하다. 따라서 수심이 깊은 곳으로 공기가 공급되도록 하기 위하여 상기 오염수계 정화장치를 복수개 설치하되, 2차 유체를 흡입하는 유체흡입관과 포기수류 유출관이 서로 연통되도록 연결하여 직열로 연결하므로써, 흡입양정을 증대시켜서 깊은 수심까지 공기를 흡입하여 혐기화되기 쉬운 저층에 산소를 공급하는 한편, 저층의 정체수역을 혼합하고 성층을 파괴하여 자정능력을 증대시킬 수 있다.

바람이 불어오는 방향은 계절과 시간대에 따라 수시로 변하므로 풍향이 변경되어도 바람을 수집할 수 있도록 상기 오염수계 정화장치에는 방향타를 부착하거나 또는 상기 오염수계 정화장치가 자유롭게 방향을 변경할 수 있도록 회전 가능한 연결수단을 구비하여 상기 유체수집수단의 유입구는 항상 바람이 불어오는 방향을 향하도록 구성하여 풍향의 변화와 관계없이 바람을 효과적으로 포집할 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 오염수계 정화장치는 상기한 바와 같이 이젝터를 이용할 수 있는 한편, 바람 또는 하천의 흐름에 의하여 회전하고 구동력을 발생시킬 수 있는 회전차와 상기 회전차의 회전축에 펌프를 설치하고, 상기 회전차와 펌프에 의하여 저층부의 정체수를 상층부로 순환시켜서 호수에서 형성된 성층을 교란하여 자정능력을 증대시킬 수 있다.

여기서, 상기 회전차 및 펌프의 작동에 의하여 호수 또는 하천에서 양수된 수류를 대기중으로 살포하여 용존산소농도를 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 회전차의 회전축에는 표면포기장치를 설치하고 바람 또는 하천의 흐름에 의하여 상기 회전차가 회전함에 따라 상기 표면포기장치가 함께 회전하면서 오염수계의 수면을 포기시켜서 용존산소농도를 증대시킬 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 오염수계 정화장치의 제1실시예에 대한 개략도이다.

도 1은 1차 유체는 수체이고 2차 유체를 공기로 하는 유체펌프의 일종인 이젝터를 이용하는 것으로 하천의 수류흐름을 정화장치의 작동에 필요한 동력원인 1차 유체로 하고 대기중의 공기를 이송 대상인 2차 유체로 하는 실시예에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 오염수계 정화장치는, 하천의 수류를 수집하여 유속이 증대되도록 하는 유체수집수단(2)과, 상기 유체수집수단(2)을 통과하면서 유속이 증대된 유체흐름을 이용하여 흡입양정이 형성되도록 하는 노즐(11)이 내장된 이젝터(1), 대기중의 공기가 이젝터(1)의 내부로 유입되는 통로를 제공하는 유체흡입관(3) 및 상기 이젝터(1)에서 상기 유체수집수단(2)에 의하여 공급된 수류와 상기 노즐(11)에서 발생된 음압에 의하여 대기중에서 흡입된 공기를 혼합하여 포기수류를 오염수계내에서 분출하는 포기수류 유출관(4)으로 구성된다.

상기 유체수집수단(2)는 입구에서 선회류에 의한 유체에너지의 손실을 줄이기 위하여 선회류 방지판(2a)을 설치하는 것이 바람직하다.

이 실시예는 물이 정체된 호수에서는 사용하기 어려우며 물이 계속 흐르는 하천에 적용될 수 있다.

도 2는 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제2실시예의 개략도이다.

도 2에 도시된 실시예는 오염수계 정화장치를 복수개 조합하여 정화장치를 구성한 실시예로서, 대기중의 공기를 흡입하는 이젝터(1), 유체수집수단(2), 유체흡입관(3), 포기수류 유출관(4)으로 구성된 정화장치의 후단에 하나 이상의 오염수계 정화장치를 연결설치하되, 전단계 유체흡입관(3)은 대기중에 노출되고 후단계의 유체흡입관(3a)은 전단계의 포기수류 유출관(4)과 연통되도록 단계적으로 연결하고 마지막 단계의 포기수류 유출관(4a)은 오염수계내에서 포기수류를 분출하는 구성이다.

이와 같이 2차 유체를 흡입하는 유체흡입관(3a)과 전단계 포기수류 유출관(4)을 서로 연결하여 복수 개의 오염수계 정화장치를 직열로 설치하여 흡입양정을 증대시키므로 깊은 수심까지 공기를 흡입할 수 있다.

도 3은 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제3실시예의 개략도이다.

이 실시예에서는 오염수계 정화장치에 방향타(5)가 부착되어 부유수단(6) 위에서 풍향의 변화에 따라 상기 오염수계 정화장치가 회전할 수 있다.

또한, 상기 오염수계 정화장치가 설치된 부유수단(6)과 오염수계의 바닥 등에 고정팩(8)을 고정 설치하고 로우프 등의 연결수단(7)에 의하여 상기 부유수단(6)과 고정팩(8)을 연결하는 구성이다.

이 실시예에서는 유체수집수단(2)의 유입구가 항상 물이 흘러오는 방향 또는 바람이 불어오는 방향을 향하도록 상기 부유수단(6) 및 오염수계 정화장치가 회전축(8)을 중심으로 하여 회전하므로 풍향 및 수류흐름이 변하여도 유체를 효과적으로 수집할 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제4실시예의 개략도이다.

본 고안에 따른 오염수계 정화장치는 상기한 바와 같이 이젝터를 이용할 수 있는 한편, 바람 또는 하천흐름에 의하여 구동력을 발생시키는 회전차(9)와, 상기 회전차(9)의 회전축(9a)에 설치된 펌프(10)로 구성하고, 저층부의 정체수를 상층부로 순환하여 성층을 교란하고 자정능력을 증대시킬 수 있다.

또한, 바람 및 하천의 흐름에 의하여 구동력을 생성하는 회전차(9)와 상기 회전차(9)의 회전축(9a)에 설치되어 유체를 양수하는 펌프(10)를 포함하는 본 실시예를 이용하여 양수된 수류를 대기중에 분수하므로써 대기와 접촉하여 용존산소농도가 증대된 수류가 오염수계로 재순환되고, 오염수계에 용존산소를 공급하는 한편, 수류가 낙하하면서 수면을 교란하여 대기와 접촉하는 수표면적이 증대되고 용존산소농도가 증대될 수 있다.

이 실시예에서의 펌프는 장치구성이 단순하고 경제적이며 고장율이 낮은 스크류 펌프 또는 축류펌프가 바람직하다.

또한, 상기 회전차의 회전축에는 표면포기수단[도면 생략]을 설치하고 상기 표면포기수단에 의하여 오염수계에 용존산소농도를 증대시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안에 의하면, 호수 및 하천에 자연적으로 생성되는 바람을 이용하거나 하천에서의 수류흐름을 이용하여 별도의 동력공급이 불필요하므로 유지관리비가 저렴하고 장치구성이 단순하여 시설비가 경제적이고 하자발생이 적고 안정적으로 오염수계를 정화할 수 있는 장치를 실현할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제1실시예의 개략도,

도 2는 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제2실시예의 개략도,

도 3은 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제3실시예의 개략도,

도 4는 본 고안에 따른 오염수계 정화장치 제4실시예의 개략도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1a : 이젝터 2,2a : 유체수집수단

3,3a : 유체흡입관 4,4a : 포기수류 유출관

5 : 방향타 6 : 부유수단

7 : 연결수단 8 : 회전축

9 : 회전차 10 : 펌프

11,11a : 노즐

Claims (5)

1. 바람 또는 하천 수류 등 1차 유체를 수집하여 유속을 증대시키는 유체수집수단과, 1차 유체의 흐름에 의하여 흡입양정을 형성하는 노즐이 내장된 이젝터와, 2차 유체를 상기 이젝터의 내부로 흡입하는 유체흡입관 및 상기 이젝터에서 분출되는 1차 유체와 2차 유체를 혼합한 혼합유체를 오염수계로 유출시키는 포기수류 유출관으로 구성된 것을 특징으로 하는 유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 오염수계 정화장치를 복수개 구비하고, 2차 유체를 흡입하는 상기 유체흡입관과 상기 포기수류 유출관을 서로 연결하여 상기 복수개의 오염수계 정화장치를 직렬로 설치한 것을 특징으로 하는 유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 유체수집수단의 유입구가 유체의 유동방향을 향하도록 상기 유체수집수단을 방향유도하는 방향타와, 상기 유체수집수단을 지지하여 수면위 또는 수면아래 일정한 수심에 부유시키는 부유수단 및 상기 부유수단을 연결수단으로 연결하여 오염수계 저면에 고정해주는 고정팩을 더 구비한 것을 특징으로 하는 유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치.
4. 제1항에 있어서, 바람 및 하천의 흐름에 의하여 구동력을 생성하는 회전차와 상기 회전차의 회전축에 설치되어 유체를 양수하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 회전차의 회전축에는 표면포기수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 유체흐름을 이용한 오염수계 정화장치.