KR200427026Y1

KR200427026Y1 - 진공식 저류조 세척장치

Info

Publication number: KR200427026Y1
Application number: KR2020060018794U
Authority: KR
Inventors: 김영아
Original assignee: 주식회사 한국 종합엔지니어링; 김영아
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2006-09-20

Abstract

본 고안은 우수 및 통합하수 저류조(이하 저류조라 칭함)에 침전된 침전물의 처리를 쉽게 함으로서 저류조의 유지 관리를 편리하고 안전하게 하기 위한 저류조 세척장치에 관한 것이다. 이러한 본 고안은 우수(하수)관거로부터의 우수를 저류하는 저류수조에 세척수조를 형성하고 그 세척수조와 저류수조 사이에 사이펀 유로를 형성한 상태에서, 세척수조에 진공을 가함으로서 사이펀 유로를 통하여 저류수조 내의 저류수를 빨아 들여 저장하고, 진공을 해지함으로서 세척수조 내의 세척수가 사이펀 유로를 통해 급격히 빠져 나와(dam breaking effect) 저류수조의 바닥에 침전된 침전물을 씻어내려가게 한 것이다. 그 세척 과정은 자동으로 이루어지기 때문에 저류조의 운전이 편리하고, 세척기계장치가 저류수와 접액되는 기계부품이 없으므로 유지관리비용이 절감되고, 사이펀 유로를 통하여 세척수가 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 바닥을 흘러 내림으로서 침전물의 처리를 효과적으로 한 것이다.

우수관, 하수관거, 저류조, 침전물, 수세, 사이펀

Description

진공식 저류조 세척장치{stormwater and combined sewer Storage Tank vacuum Flushing System}

도1은 본 고안에 따른 저류조 세척장치의 설치 위치를 일예로 나타낸 도면,

도2는 본 고안에 따른 저류조 세척장치를 나타낸 단면도,

도3은 도2에서 표시A 부분을 나타낸 부분 확대도,

도4는 도3의 변형예를 나타낸 도면,

도5a∼도5e는 본 고안에 따른 저류조 세척장치의 작동 원리를 순차로 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:저류조 몸체 11:입수관

13:저류수조 13a:경사바닥

13b,13c:벽면 15:집수홈

17:배수관 21:세척수조

25:사이펀 27:웨어

30:바이패스수단 31:돌부

33:바이패스관 101∼105:센서

200:진공수단 201:진공부여수단

202:진공 유지 및 해지수단

본 고안은 우수 및 합류식하수(combined sewer)관거의 말단에 설치되어 폭우 등으로 인하여 과다 유입되는 우수 및 합류하수(이하 우수라 칭함)를 일시 저류하고 조절해서 하천 및 바다에 방류하기 위한 저류조에 설치되어 그 저류조가 우수를 저류하는 동안 침전된 침전물을 효과적으로 세척 처리하기 위한 저류조 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 우수 또는 통합하수 관거의 말단에는 완충저류조가 설치되어 있음이 주지된 사실이다. 저류조는 폭우 등으로 인하여 과다 유입되는 우수 또는 하수를 일시 저류하고 조절해서 방류함으로서 하류의 침수를 방지하고 하수처리장의 정화 처리 능력을 증진시킴과 아울러 하천의 오염을 방지하게 한다. 이처럼 저류조가 폭우 등으로 인하여 발생된 우수 및 하수를 저류하는 동안 그 저류조의 바닥에는 하수와 함께 떠내려온 각종 오염물질이 침전되는데, 기존에는 그 침전물(sludge)을 사람이 직접 처리함으로서 저류조를 유지 관리하는데 매우 번거로웠다. 예컨대, 사람이 직접 버킷을 갖는 장비를 다루어 그 버킷으로 침전물을 퍼 올리거나 펌프를 갖는 장비를 다루어 침전물을 흡입하여 퍼 올리거나 직접 호스를 잡고 물을 살수함으로서 침전물을 수세 처리하는 방식 등으로 저류조의 침전물을 처리함으로서 저류조를 유지 관리하는데 매우 번거로웠다.

따라서 본 고안의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저류조에 침전된 침전물의 수세 처리를 자동화함으로서 저류조의 유지 관리를 편리하게 하기 위한 저류조 세척장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 수두차를 이용하여 저류조에 침전된 침전물을 세척하되 큰 체적의 세척수를 사이펀 구조의 유로를 통해서 갑자기 방류하여 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 저류조의 바닥을 흘러 내리도록 함으로서 침전물을 효과적으로 처리하도록 하기 위한 저류조 세척장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 일벽면에 설치되는 입수관을 통하여 유입되는 하수를 저류하기 위한 경사바닥을 갖는 저류수조와, 그 저류수조의 경사바닥의 하측에 요입 형성되며 일벽면에는 배수관을 설치하여 그 배수관을 통하여 상기 저류수조에 저류되는 하수 및 하수가 상기 저류수조에 저류하는 동안 상기 경사바닥에 침전되어 수세된 침전물을 외부로 배수하기 위한 집수홈과, 그 집수홈가 대향하는 상기 경사바닥의 상부에 위치하는 상기 저류수조의 벽면 반대편에 설치되어 상기 저류수조에 저류되는 하수로부터 상기 경사바닥의 침전물을 수세하기 위한 세척수를 저장하기 위한 세척수조와, 그 세척수조와 저류수조를 구획하는 벽면의 하부를 관통하여 형성되어 상기 세척수조와 저류수조를 서로 연락하며 상기 세척수조가 상기 저류수조에 저류된 하수로부터 세척수를 저장할 때 또는 저장된 세척수를 상기 저류수조로 배출할 때의 유로를 제공하기 위한 사이펀(siphon)으로 이루어진 저류조 몸체; 상기 저류수조 및 세척수조에 설치되어 그 수위들을 감지하기 위한 센서들; 및 상기 세척수조의 상부에 설치되어 상기 센서들과 전기적으로 연결되며, 상기 센서들의 신호에 따라 상기 세척수조 내의 공기를 소개(疎開)함으로서 상기 사이펀을 통해 상기 저류수조에 저류된 저류수를 상기 세척수조로 빨아들이고, 상기 세척수조를 진공상태로 유지함으로서 그 빨아들인 세척수를 저장하며, 상기 세척수조의 진공상태를 해지함으로서 그 저장된 세척수를 상기 사이펀을 통하여 상기 저류수조로 방류하여 상기 경사바닥에 침전된 침전물을 수세하도록 한 진공수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 사이펀은 상기 세척수조의 바닥을 상기 저류수조의 경사바닥보다 낮게 형성함으로서 또는 상기 세척수조의 바닥과 상기 저류수조의 경사바닥이 동일면일 시 상기 세척수조와 저류수조를 구획하는 벽면에 인접하게 상기 저류수조의 경사바닥으로부터 웨어를 돌출 형성함으로서 중 어느하나의 형태로 형성되어 상기 세척수조로부터 세척수의 방류시 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 경사바닥을 흘러 내리도록 함이 바람직하다.

또, 상기 저류수조의 일벽면에는 일정 수위를 초과하는 하수를 월류하여 외부로 배수하기 위한 바이패스수단이 더 설치됨이 바람직하다.

또, 상기 집수홈의 체적은 상기 세척수조의 체적보다 크게 형성됨이 바람직하다.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안에 따른 저류조 세척장치의 설치 위치를 일예로 나타낸 도면, 도2는 본 고안에 따른 저류조 세척장치를 나타낸 단면도, 도3은 도2에서 표시A 부분을 나타낸 부분 확대도, 도4는 도3의 변형예를 나타낸 도면, 도5a∼도5e는 본 고안에 따른 저류조 세척장치의 작동 원리를 순차로 나타낸 도면들이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 저류조 세척장치는 저류조 몸체(1)를 구비하고 있다. 상기 저류조 몸체(1)는 하수관거와 연락하게 일벽면에 설치되는 입수관(11)을 통하여 유입되는 하수를 저류하기 위한 경사바닥(13a)을 갖는 저류수조(13)을 갖는다. 상기 입수관(11)은 상기 저류수조(13)에 저류된 하수가 역류하지 않도록 벽면의 상측에 설치됨이 바람직하다. 이와 달리, 상기 저류수조(13)는 어느 일측에 상기 저류수조(13)와 연락하는 곁방을 형성하고, 그 곁방을 통해 월류하는 상기 하수관거로부터의 하수를 유입하여 저류할 수 있다. 이처럼 상기 저류수조(13)는 다양한 형태를 취하여 상기 하수관거로부터의 하수를 유입하여 저류할 수 있음을 밝혀둔다. 상기 저류수조(13)는 사각형태, 바람직하게는 직방체의 형태로 지중에 매설되며, 그 상면은 개방되거나 폐쇄됨을 밝혀둔다. 상기 경사바닥(13a)의 경사각은 0.5∼2°범위 내면 족하다.

상기 저류수조(13)의 경사바닥(13a)의 하측에는 집수홈(15)이 요입 형성된다. 상기 집수홈(15)은 일벽면에 배수관(17)을 설치하고 있기 때문에, 그 배수관(17)을 통하여 상기 저류수조(13)에 저류되는 하수 및 하수가 상기 저류수조(13) 에 저류하는 동안 상기 경사바닥(13a)에 침전되어 수세된 침전물을 외부로 배수한다. 상기 배수관(17)은 하수처리장과 연결되어 있기 때문에, 상기 배수관(17)으로 배수되는 하수 및 침전물은 하수처리장으로 흘러 들어간다. 상기 집수홈(15)은 바닥을 경사지게 형성하여 하수 및 침전물이 상기 배수관(17)으로 용이하게 흘러 들어가도록 하고 있다.

상기 집수홈(15)의 위치와 반대되는 상기 경사바닥(13a)의 상부에 위치하는 상기 저류수조(13)의 벽면(13b) 반대편에는 세척수조(21)가 설치되어 있다. 상기 세척수조(21)는 상기 저류수조(13)에 저류되는 하수로부터 상기 경사바닥(13a)의 침전물을 수세하는데 사용되는 세척수를 저장한다. 상기 세척수조(21)에 저장된 세척수가 상기 경사바닥(13a)의 침전물을 수세한 후에 상기 집수홈(15)에 고였을 시 전부 수용되도록 상기 집수홈(15)은 상기 세척수조(21)의 체적보다 적어도 10%이상 큰 체적으로 형성됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 세척수조(21)의 체적이 25㎥라면, 상기 집수홈(15)의 체적은 27.5㎥임이 바람직하다. 만약 상기 세척수조(21)가 체적이 12㎥인 2개의 공간으로 구획되고 교호로 세척수를 방류하면, 상기 집수홈(15)의 체적은 14㎥이면 충분하다.

상기 세척수조(21)와 저류수조(13)를 구획하는 벽면(13b)의 하부에는 상기 세척수조(21)와 저류수조(13)를 서로 연락하기 위한 사이펀(siphon)(25)이 상기 벽면(13b)을 관통하여 형성된다. 상기 사이펀(25)은 상기 세척수조(21)가 상기 저류수조(13)에 저류된 하수로부터 세척수를 저장할 때 또는 저장된 세척수를 상기 저류수조(13)로 배출할 때의 유로를 제공한다. 이러한 상기 사이펀(25)은 상기 세척 수조(21)에 저장되는 세척수가 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 경사바닥(13a)을 흘러 내릴 수 있도록 하는 구조를 취하고 있다.

즉 도3에 도시된 바와 같이, 상기 사이펀(25)은 상기 세척수조(21)의 바닥을 상기 저류수조(13)의 경사바닥(13a)보다 낮게 형성함으로서, 또는 도4에 도시된 바와 같이 상기 세척수조(21)의 바닥과 상기 저류수조(13)의 경사바닥(13a)이 동일면일 시 상기 세척수조(21)와 저류수조(13)를 구획하는 벽면(13b)에 인접하게 상기 저류수조(13)의 경사바닥(13a)으로부터 웨어(27)를 돌출 형성함으로서 중 어느하나의 형태로 형성되어, 상기 세척수조(21)에 저장된 세척수가 쏟아져 내릴 때에 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 경사바닥(13a)을 흘러 내리도록 한다. 이처럼 상기 사이펀(25)은 상기 세척수조(21)에 저장된 세척수를 급물살로 흘러 내리도록 함으로서 상기 경사바닥(13a)에 침전된 침전물을 남김없이 아주 깨끗하게 수세하게 한다.

그리고, 상기 저류수조(13)의 일벽면(13c)에는 바이패스수단(30)이 설치되어 있다. 상기 바이패스수단(30)은 일정 수위를 초과하는 하수를 월류하여 외부로 배수함으로서 상기 저류수조(13)의 수위를 일정하게 유지하게 한다. 이러한 상기 바이패스수단(30)은 ㄴ자형으로 상기 벽면(13c)의 횡축을 가로 질러 돌출 설치되는 돌부(31)와, 그 돌부(31)의 중앙에서 상기 벽면(13c)을 관통하여 설치되는 바이패스관(33)으로 이루어져 상기 돌부(31)를 월류하는 하수를 상기 바이패스관(33)을 통해 하천 등으로 바이패스함으로서 상기 저류수조(13)의 수위를 일정하게 유지한다.

한편, 본 고안에 따른 저류조 세척장치는 다수개의 센서들(101∼105)과 그 센서들(101∼105)과 전기적으로 연결되는 진공수단(200)을 구비하고 있다. 상기 센서들(101∼105)은 상기 저류수조(13)에 일정 수위가 저류되었는가를 감지하기 위한 제1센서(101)와, 상기 집수홈(15)에 고인 수위를 감지하기 위한 제2센서(103)와, 상기 세척수조(21)의 수위를 감지하기 위한 제3센서(105)로 이루어진다. 여기서, 상기 제1및 제2센서(101.103)는 레벨 스위치 대신에 초음파를 조사하여 수위를 감지하는 초음파 센서인 것이 바람직하다. 도면에서 보여준 상기 센서들(101∼105)의 위치는 한정된 것이 아님을 밝혀둔다.

상기 진공수단(200)은 상기 세척수조(21)의 상부에 설치되어 상기 센서들(101∼105)의 신호에 따라 상기 세척수조(21) 내의 공기를 소개(疎開)함으로서 상기 사이펀(25)을 통해 상기 저류수조(13)에 저류된 하수를 상기 세척수조(21)로 빨아들이고, 상기 세척수조(21)를 진공상태로 유지함으로서 그 빨아들인 세척수를 저장하며, 상기 세척수조(21)의 진공상태를 해지함으로서 그 저장된 세척수를 상기 사이펀(25)을 통하여 상기 저류수조(13)로 방류하여 상기 경사바닥(13a)에 침전된 침전물을 수세하도록 한다. 상기 진공수단(200)은 제어패널로 제어되는 진공펌프와 다수개의 밸브들로 이루어진 진공부여수단(201)과 역시 밸브로 이루어진 진공 유지 및 해지수단(202)을 구비하여 서로 링크한 구조로서, 이처럼 제어패널이 상기 센서들(101∼105)의 감지신호에 따라 진공펌프와 밸브들을 작동시켜 상기 세척수조(21)에 진공을 부여하는 구성은 잘 알려져 있고 또한 다양한 수정 및 변경이 가능하기 때문에 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 세척수조(21)의 높이는 상기 저류수조(13)의 높이에 의존하지만, 진공펌프가 물을 10m까지 빨아 올릴 수 있는 능력을 갖고 있기 때문에, 상기 세척수조(21)의 높이는 세척수의 부피에 따라 달라질 수 있다. 상기 제3센서(105)는 수위가 적정 최대 높이에 다달았을 때에 작동하도록 상기 세척수조(21)에 설치됨이 바람직하다. 여기서 상기 세척수조(21)의 좌우 폭은 0.8m이상이 될 것이다. 그러나 상기 세척수조(21)의 좌우 폭이 좁아지면 그 만큼 상기 수조(21)의 높이가 높아질 수 있기 때문에 상기의 수치들은 한정한 것이 아님을 밝혀둔다. 또한 상기 구조는 상기 저류수조(13)의 경사바닥(13a)의 폭이 10m까지 충분히 수세할 수 있기 때문에 대용량의 저류조 설치를 가능하게 함으로서 소용량의 저류조를 여러개 설치함으로서 발생할 수 있는 비용을 줄이게 한다. 또한 기계설비인 진공수단(200)이 상기 세척수조(21) 위에 설치되어 있기 때문에 하수에 침수되는 일이 없어 부식이 없고 이 때문에 고장발생수가 적어 유지관리비용이 절감되고 수명이 길다는 이점이 있다. 또한 진공수단(200)이 센서들(101∼105)에 의해 자동으로 작동하면서 상기 저류수조(13)의 경사바닥(13a)에 침전된 침전물을 수세하기 때문에 그 유지 관리가 용이하다. 또한 침전물의 세척수를 상기 저류수조(13)에 저류된 하수를 그대로 사용함으로서 별도로 마련함으로서 발생할 수 있는 비용의 지출을 없게 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안에 따른 저류조 세척장치의 작동원리는 도5a에 도시된 바와 같이 상기 저류수조(13)에 상기 입수관(11)을 통하여 평소의 하수가 유입되고, 그 유입된 하수가 저류됨이 없이 그대로 상기 배수관(17)을 통해 빠져 나가는 상태로부터 시작된다.

그 상태에서 도5b에 도시된 바와 같이, 상류측에 폭우 등으로 인하여 상기 저류수조(13)에 유입되는 하수가 과다하면 즉, 상기 배수관(17)의 배수 능력을 초과하는 하수가 유입되면, 상기 저류수조(13)에는 하수가 저류되는데, 그 수위가 일정 수위에 다달았음을 상기 제1센서(101)가 감지하여 그 신호를 상기 진공수단(200)에 전송하면, 상기 진공수단(200)이 작동하여 상기 세척수조(21) 내의 공기를 소개한다. 그러면 빨대를 입으로 빨면 액체가 딸려 올라오듯이 상기 세척수조(21)에는 상기 저류수조(13) 내의 하수가 상기 사이펀(25)을 통하여 빨려 올라온다. 상기 진공수단(200)은 상기 제3센서(105)가 작동하는 수위가 될때까지 작동할 것이고, 그후 멈춘다. 상기 진공수단(200)의 작동이 멈추면 수면 위는 진공 상태가 유지될 것이고, 그로 인해 상기 세척수조(21) 내의 세척수는 저장된다. 이와 같이 상기 세척수조(21)에 세척수가 저장되어 있는 동안, 하수의 과다 유입으로 그 수위가 상기 돌부(31)를 초과하면 그 초과 하수는 상기 돌부(31)를 월류하여 상기 바이패스관(33)을 통해서 외부로 배수된다. 하수와 함께 유입된 각종 오염물질은 하수가 저류하고 있는 동안 상기 경사바닥(13a)으로 침전된다.

도5c에 도시된 바와 같이, 상류측에 폭우 등이 멈춰 상기 저류수조(13)로 유입되는 하수량이 감소하거나 없으면, 상기 저류수조(13) 내의 수위는 갈수록 감소할 것이고, 도5d에 도시된 바와 같이 상기 집수정(15)에도 고여 있는 하수가 없음을 상기 제2센서(103)가 감지하여 그 신호를 상기 진공수단(200)으로 전송하면, 도5e에 도시된 바와 같이 상기 진공수단(200)은 상기 세척수조(21)에 걸어놓은 진공상태를 해지함으로서 상기 세척수조(21)에 저장된 세척수를 상기 사이펀(25)을 통 하여 방류하는데, 갑자기 외기를 상기 세척수조(21)로 들여보내 거대한 물기둥을 형성하고 있는 세척수가 일거에 무너져 쏟아져 내리도록 진공상태를 해지함으로서, 상기 사이펀(25)을 통과한 세척수가 마치 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 경사바닥(13a)을 흘러 내리도록 하여 상기 경사바닥(13a)에 침전된 침전물을 모조리 쓸어감으로서 수세한다. 이와 같이 상기 경사바닥(13a)으로부터 수세된 침전물은 세척수와 함께 상기 배수관(17)을 통하여 하수처리장으로 흘러 들어간다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 저류조에 침전된 침전물의 수세 처리를 자동화함으로서 저류조의 유지 관리를 편리하게 함과 아울러 수두차를 이용하여 저류조에 침전된 침전물을 수세하되 큰 체적의 세척수를 사이펀 구조의 유로를 통해서 갑자기 방류하여 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 저류조의 바닥을 흘러 내리도록 함으로서 침전물을 효과적으로 처리하도록 한 효과가 있다.

Claims

일벽면에 설치되는 입수관을 통하여 유입되는 하수를 저류하기 위한 경사바닥을 갖는 저류수조와, 그 저류수조의 경사바닥의 하측에 요입 형성되며 일벽면에는 배수관을 설치하여 그 배수관을 통하여 상기 저류수조에 저류되는 하수 및 하수가 상기 저류수조에 저류하는 동안 상기 경사바닥에 침전되어 수세된 침전물을 외부로 배수하기 위한 집수홈과, 그 집수홈과 대향하는 상기 경사바닥의 상부에 위치하는 상기 저류수조의 벽면 반대편에 설치되어 상기 저류수조에 저류되는 하수로부터 상기 경사바닥의 침전물을 수세하기 위한 세척수를 저장하기 위한 세척수조와, 그 세척수조와 저류수조를 구획하는 벽면의 하부를 관통하여 형성되어 상기 세척수조와 저류수조를 서로 연락하며 상기 세척수조가 상기 저류수조에 저류된 하수로부터 세척수를 저장할 때 또는 저장된 세척수를 상기 저류수조로 배출할 때의 유로를 제공하기 위한 사이펀(siphon)으로 이루어진 저류조 몸체;

상기 저류수조 및 세척수조에 설치되어 그 수위들을 감지하기 위한 센서들; 및

상기 세척수조의 상부에 설치되어 상기 센서들과 전기적으로 연결되며, 상기 센서들의 신호에 따라 상기 세척수조 내의 공기를 소개(疎開)함으로서 상기 사이펀을 통해 상기 저류수조에 저류된 하수를 상기 세척수조로 빨아들이고, 상기 세척수조를 진공상태로 유지함으로서 그 빨아들인 세척수를 저장하며, 상기 세척수조의 진공상태를 해지함으로서 그 저장된 세척수를 상기 사이펀을 통하여 상기 저류수조 로 방류하여 상기 경사바닥에 침전된 침전물을 수세하도록 한 진공수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 저류조 세척장치.
제1항에 있어서, 상기 사이펀은 상기 세척수조의 바닥을 상기 저류수조의 경사바닥보다 낮게 형성함으로서 또는 상기 세척수조의 바닥과 상기 저류수조의 경사바닥이 동일면일 시 상기 세척수조와 저류수조를 구획하는 벽면에 인접하게 상기 저류수조의 경사바닥으로부터 웨어를 돌출 형성함으로서 중 어느 하나의 형태로 형성되어 상기 세척수조로부터 세척수의 방류시 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 경사바닥을 흘러내리도록 함을 특징으로 하는 저류조 세척장치.
제1항에 있어서, 상기 저류수조의 일벽면에는 일정 수위를 초과하는 하수를 월류하여 외부로 배수하기 위한 바이패스수단이 더 설치됨을 특징으로 하는 저류조 세척장치.
제1항에 있어서, 상기 집수홈의 체적은 상기 세척수조의 체적보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 저류조 세척장치.