KR20090086245A - 침사 분리 설비 - Google Patents

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Abstract

거친 입자의 모래류와 가는 입자의 모래류를 처음부터 분리하여 효율 좋게 원수 안에서 분리한다. 원수의 흐름 방향의 상류측과 하류측에 2대의 침사 분리 탱크(10, 20)를 배열 설비한다. 각 침사 분리 탱크는, 상부에 나선유로(13, 23A, 23B)를 따라 원수를 흐르는 것으로 원심력 작용과 중력작용으로 원수 안의 모래류를 분리하는 분리장치(11, 21)를 갖춤과 동시에, 하부에 분리장치에서 분리된 모래류를 침강·퇴적시키는 집적장치(12, 22)를 갖추고 있다. 상류측의 침사 분리 탱크의 분리장치는 고유속으로 나선유로에 원수를 흐르게 하는 것으로 거친 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되고, 하류측의 침사 분리 탱크의 분리장치는 상류측의 침사 분리 탱크의 분리장치 보다도 저유속으로 나선유로로 원수를 흐르게 하는 것으로 모래류를 분리하는 것으로 구성되어 있다.
침사 분리, 나선유로, 모래류

Description

침사 분리 설비{Sand Sedimentation separation apparatus}
본 발명은 수(水)처리설비를 흐르는 원수(原水) 안의 모래류(砂類)를 분리하여 침강시키는 침사(沈砂) 분리설비에 관한 것이다.
하천, 호수와 늪, 댐 혹은 하수처리장, 정수장 등의 수처리설비에서는, 특허 문헌 1에 기재한 바와 같이, 원수 안에 혼재한 모래를 침강시켜 분리하는 침사지와, 이 침사지에서 분리된 침사를 원수와 함께 퍼올리는 양사(揚砂) 장치와, 이 양사 장치로 퍼 올려진 원수로부터 모래를 더 분리하는 분리장치와, 이 분리된 모래를 반송하는 스크류 컨베이어 장치와, 스크류 컨베이어에서 반송된 모래를 저장하는 저장호퍼가 설치되어 있다.
(특허 문헌 1) 일본국 특개평 3-146147호 공보
(발명이 해결하려고 하는 과제)
그러나, 상술한 바와 같은 수처리 설비의 분리장치에서 분리된 모래는 거친 모래나 작은 돌, 가는 모래 등이 혼재하고 있어, 이들을 유효하게 이용하는데는 별도의 공정으로 분급할 필요가 있었다.
본 발명은, 상기의 사정을 고려하여, 거친 입자의 모래류나 가는 입자의 모래류를 처음부터 분리하여 원수 안에서부터 분리할 수 있으며, 또한, 컴팩트하면서 효율이 좋은 구성으로 이를 실시할 수 있는 침사 분리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 수단)
청구항 1의 발명은, 원수의 흐름방향의 상류측과 하류측에 2대의 침사 분리 탱크가 배열 설비되고, 각 침사 분리 탱크는 상부에 나선유로를 따라 원수를 흐르게 함으로써 원심작용과 중력작용으로 원수안의 모래류를 분리하는 분리장치를 갖춤과 동시에, 하부에 상기 분리장치에서 분리된 모래류를 침강·퇴적시키는 집적 장치를 갖추고 있으며, 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 분리장치는 고유속으로 상기 나선유로에 원수를 흐르게 함으로써 거친 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되고, 상기 하류측의 침사 분리 탱크의 분리장치는 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 분리장치 보다도 저유속으로 상기 나선유로에 원수를 흐르게 함으로써 가는 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되며, 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 원수 유입부에 원수 공급관이 접속되고, 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 원수 유출부와 상기 하류측의 침사 분리 탱크의 원수 유입부가 연통관으로 상호 접속되며, 상기 하류측의 침사 분리 탱크의 원수 유출부에 원수 배출관이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 하류측의 침사 분리 탱크에 응집제를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 하류측의 침사 분리 탱크의 분리장치에, 단계적으로 유속을 떨어뜨리도록 상기 나선유로가 설치되어 있으며, 상기 집적장치가 각 유속마다 분리되는 모래류를 분리하여 집적시킬 수 있도록 복수의 분급실을 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 침사분리 설비에 있어서, 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 원수 유입부가 상기 나선유로의 나선 중심에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 5의 발명은, 청구항 1에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 상류측의 침사 분리 탱크 또는 하류측의 침사 분리 탱크의 적어도 어느 한쪽의 침사 분리 탱크에 있어서의 상기 집적장치가 외측의 분급실과, 이 외측의 분급실에 대해 격리되어 배열 설치된 내측의 분급실을 갖춤과 동시에, 상기 분리장치가 상기 외측의 분급실의 상부로부터 상기 내측의 분급실의 상부에 걸쳐 형성되어 원수를 흐르게 하는 상기 나선유로와, 이 나선유로를 따라 형성되고, 원수 안의 모래류를 낙하시켜서, 이 모래류를 그 크기에 따라 상기 외측의 분급실과 상기 내측의 분급실에 각각 분별하여 분급하기 위한 슬릿을 갖추고 있으며, 상기 나선유로의 종단에 상기 원수 유출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 6의 발명은, 청구항 1에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 상류측의 침사 분리 탱크 또는 하류측의 침사 분리 탱크 중 적어도 어느 한쪽의 침사 분리 탱크에 있어서의 상기 집적장치가 외측의 분급실과, 이 외측의 분급실에 대해 격되어 배열 설치된 내측의 분급실을 갖춤과 동시에, 상기 분리장치가 상기 외측의 분급 실의 상부로부터 상기 내측의 분급실의 상부에 걸쳐 형성되어 원수를 흐르게 하는 제1 나선유로와, 이 제1 나선유로로부터 분기하여 그 하층에 설치되어 원수를 흐르게 하는 제2의 나선유로와, 상기 제1 나선유로에 있어서 상기 제2 나선유로가 분기되는 위치에 형성된 개구와, 상기 제1 및 제2의 각 나선유로를 따라 형성되고, 원수 안의 모래를 낙하시키고, 이 모래류를 그 크기에 따라 상기 외측의 분급실과 상기 내측의 분급실에 각각 분별하여 분급하기 위한 슬릿을 갖추고 있으며, 상기 각 나선유로의 종단에 원수 유출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 7의 발명은, 청구항 5 또는 6에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 나선유로의 저판에 해당 나선유로 내를 유동하는 원수에 원심력이 작용하는 방향에 대해 상기 슬릿을 향하여 하향 경사지고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 8의 발명은, 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 내측의 분급실의 내측에, 단수 또는 복수의 분급실이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 9의 발명은, 청구항 5 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 복수의 상기 분급실의 저부에 배사(排砂) 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 10의 발명은, 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 침사 분리 설비에 있어서, 상기 나선유로가 소용돌이 형상 또는 동심원 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
(발명의 효과)
청구항 1의 발명에 의하면, 상류측의 침사 분리 탱크와 하류측의 침사분리 탱크에서, 역할 분담하면서 효율 좋게 모래류를 분리·포착할 수 있다. 즉, 상류측의 침사 분리 탱크에서는 고유속하에 입도가 거친 모래류를 분리·포착하고, 하류측의 침사분리 탱크에서는 저유속하에 상류측에서 포착되지 않았던 입자 정도가 가는 모래류를 분리·포착할 수 있기 때문에, 원수 안에 혼재하는 거친 입자물과 가는 입자물을 별도의 침사 분리 탱크에서 효율 좋게 분리 ·포착할 수 있다. 따라서, 컴팩트하면서 효율적인 설비로 할 수 있다. 또, 거친 입자와 가는 입자로 분리하여 모래류를 포착하기 때문에, 수집된 모래류를 별도의 용도로 그 대로 제공할 수 있어, 편리성을 높일 수 있다.
청구항 2의 발명에 의하면, 하류측의 침사 분리 탱크에서 응집제를 첨가하기 때문에, 원수 안의 미립자 고형물을 효율 좋게 포착할 수 있으며, 원수의 청정화를 한층 도모할 수 있다.
청구항 3의 발명에 의하면, 하류측의 침사 분리 탱크에 있어서, 원수의 유속의 크기에 따라서, 모래류를 분급하면서 포착하기 때문에, 보다 세세한 분류로 용도처를 향하여 모래류를 제공할 수 있다.
청구항 4의 발명에 의하면, 상류측의 침사 분리 탱크의 나선유로의 중심부에 원수를 유입시키기 때문에, 최초에 침사 분리 탱크에 원수를 유입시킨 단계에서, 입자 정도가 큰 모래류(작은 돌 등)를 먼저 중력작용에 의해 분리할 수 있다. 즉, 나선유로를 따라 흐르기 시작하기 전에, 미리 큰 고형물을 제거해 두는 것으로, 나선유로의 외주벽에 원심력에 의해 무용한 손모를 주는 것을 가능한 줄일 수 있다.
청구항 5의 발명에 의하면, 나선유로 내를 흐르는 원수 안의 모래류를, 원심력의 작용과 중력의 작용에 의해 분리할 수 있고, 모래류의 크기에 따라 외측의 분급실과 내측의 분급실로 분급하여 집적할 수 있다. 따라서, 각 분급실내의 모래류의 유효이용을 즉석으로 실시할 수가 있다.
또, 모래류가 분리된 처리수가 나선유로의 종단의 원수 유출부로부터 배출되기 때문에, 내측의 분급실로 낙하된 모래류와, 배수 후의 처리수가 섞이는 일이 없다. 따라서, 모래류가 처리수의 흐름에 휩쓸려서 상기 처리수 안에 혼입되는 일이 없기 때문에, 배수 경로에 청정한 처리수를 이끌 수 있다.
청구항 6의 발명에 의하면, 나선유로가 분기하여 복수 계층 설치되기 때문에, 원수가 나선유로의 각 분기 위치에 설치된 개구의 하류측에서 복수의 나선유로 내를 흐르는 것으로 그 유속이 줄어들어 원수 안의 모래류의 침강이 촉진된다.
청구항 7의 발명에 의하면, 나선유로의 저판이 원수에 원심력이 작용하는 방향에 대해 슬릿을 향하여 하향 경사지게 구성되었기 때문에, 상기 나선유로 내에서 분리된 모래류를 중력의 작용으로 슬릿에 효율 좋게 낙하시킬 수 있다.
청구항 8의 발명에 의하면, 내측의 분급실의 내측에 분급실을 더 설치하고 있기 때문에, 입자 정도가 보다 작은 모래류를 분급하여 집적할 수 있다.
청구항 9의 발명에 의하면, 각 분급실에 집적된 모래류를 배사수단에 의해 양호하게 배출할 수 있다.
청구항 10의 발명에 의하면, 나선유로가 소용돌이 형상 또는 동심원 형상으로 형성되어 있기 때문에, 구성이 간단하게 되어 침사 분리 탱크의 설계 및 제조를 용이하게 할 수 있다.
도 1a, 1b는 본 발명의 제1 실시형태의 침사 분리 설비의 평면도 및 측면도이다.
도 2a, 2b는 동 실시형태의 상류측의 침사 분리 탱크의 개략구성을 나타낸 평면도 및 측단면도이다.
도 3은 동 실시형태의 상류측의 침사 분리 탱크로부터 하류측의 침사 분리 탱크까지의 유로의 구성을 나타낸 모식도이다.
도 4a, 4b는 본 발명의 제2 실시형태의 침사 분리 설비의 평면도 및 측면도이다.
도 5a, 5b는 동 실시형태의 상류측의 침사 분리 탱크의 개략구성을 나타낸 평면도 및 측단면도이다.
도 6은 상기 하류측의 침사 분리 탱크로서 유용한 것의 제1 예로서 나타낸 침사 분리 탱크의 외관사시도이다.
도 7은 도 6의 침사 분리 탱크의 종단면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 종단면도이다.
도 9는 도 7의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 종단면도이다.
도 10은 제2 예로서 나타낸 침사 분리 탱크의 종단면도이다.
도 11은 도 10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선에 따른 단면도이다.
도 12는 도 10에 있어서의 복수의 나선유로 등을 전개하여 나타낸 전개도이다.
도 13은 제3 예로서 나타낸 침사 분리 탱크의 종단면도이다.
도 14는 졔4 예로서 나타낸 침사 분리 탱크의 종단면도이다.
도 15는 제5 예로서 나타낸 침사 분리 탱크의 종단면도이다.
도 16은 도 15의 ⅩⅥ-ⅩⅥ선에 따른 단면도이다.
도 17은 도 15의 ⅩⅦ-ⅩⅦ선에 따른 단면도이다.
도 18은 졔6 예로서 나타낸 침사 분리 탱크의 도 16에 대응한 단면도이다.
도 19는 도 18의 ⅩⅨ-ⅩⅨ선에 따른 단면도이다.
도 20은 도 18의 분리장치의 제1 분급실 및 제2 분급실을 나타낸 수평 단면도이다.
(부호의 설명)
10, 10B: 상류측의 침사 분리 탱크, 11:　분리장치,
12: 집적장치, 13: 나선유로,
15, 15B: 원수 유입부, 16, 16B: 원수 공급관,
17: 원수 유출부, 20, 20B: 하류측의 침사 분리 탱크,
21: 분리장치, 22: 집적장치,
23A: 나선유로, 23B: 나선유로,
25: 원수 유입부, 26, 26B: 원수 유출부,
27, 27B: 원수 배출관, 30: 연통관,
110: 침사 분리 탱크, 111: 분리장치,
112: 집적장치, 112A; 제1 분급실(외측의 분급실),
112B: 제2 분급실(내측의 분급실), 117: 배수유로,
118: 감속유로, 119: 나선유로, 제1 나선유로,
120: 배수구(원수 유출부), 121, 121A, 121B: 슬릿,
123, 24: 저판, 140: 침사 분리 탱크, 141: 분리장치, 142: 제2 나선유로, 143: 제2 나선유로, 144, 145: 개구, 150: 침사 분리 탱크,
151, 152: 스크류 컨베이어(배사수단),
160: 침사 분리 탱크, 161: 모래 배출 밸브(개폐 밸브), 170: 침사 분리 탱크, 171: 분리장치, 172: 집적장치 172A: 제1 분급실(외측의 분급실), 172B: 제2 분급실(내측의 분급실), 175A: 나선유로, 175B: 나선유로, 179A: 제1 슬릿, 179B: 제2 슬릿, 180: 침사 분리 탱크, 181: 나선유로, 182: 개구, H: 수면, P: 모래류.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도1a, 1b는 본 발명의 제1 실시형태의 침사 분리 설비의 평면도 및 측면도, 도 2a, 2b는 상류측의 침사 분리 탱크의 개략구성을 나타낸 평면도 및 측단면도, 도 3은 상류측의 침사 분리 탱크로부터 하류측의 침사 분리 탱크까지의 유로의 구성을 나타낸 모식도이다.
이 침사 분리 설비는 원수의 흐름방향의 상류측과 하류측에 배치된 2대의 침사 분리 탱크(10, 20)와, 이들을 연결하는 연통관(30)에 의해 구성되어 있다. 각 침사 분리 탱크(10, 20)는 상부에 나선유로(13, 23A, 23B)를 따라 원수를 흐르게 하는 것으로 원심작용과 중력작용으로 원수 안의 모래류(P)(도 2 참조)를 분리하는 분리장치(11, 21)를 가짐과 동시에, 하부에 분리장치(11, 21)에서 분리된 모래류를 침강·퇴적시키는 집적장치(12, 22)를 갖추고 있다.
상류측의 침사 분리 탱크(10)의 분리장치(11)는 고유속으로 나선유로(13)에 원수를 흐르게 하는 것으로 거친 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되어 있으며, 원수 유입부류(15)가 나선유로(13)의 대략 중심에 배열 설치되어 있다. 이 원수 유입부(15)에는 원수 공급관(16)이 접속되며, 펌프(100)에 의해 원수가 원수 공급관(16)을 통해 원수 유입부(15)에 도입되도록 되어 있다. 또, 원수 유출부(17)가 나선유로(13)의 외주측의 말단부에 설치되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 나선 회로(13)의 대략 중심부에 도입된 원수는, 나선유로(13)를 따라 화살표로 나타낸 방향으로 선회하면서 흘러가고, 원수 유출부(17)로부터 접선방향으로 나아간다. 나선유로(13)의 하면에는 나선의 지름 방향으로 경사지면서 경사방향의 하단 가장자리에 슬릿(14s)을 갖춘 경사 저판(14)이 설치되어 있다. 이 슬릿(14s)은 나선유로(13)의 측벽을 따라 나선 형상으로 형성되 어 있다. 또, 원수 유입부(15)의 바로 아래의 나선 중심부에도 슬릿(14s) 부착의 경사 저판(14)이 설치되어 있다.
원수는 원수 유입부(15)로부터 이 나선 중심부로 유입된 후, 나선유로(13)를 따라 고속으로 선회하면서 흘러간다. 그리고, 고속으로 흘러갈 때, 질량이 큰 모래류(P)(고형물)가 원심작용으로 나선유로(13)의 외주측의 측벽에 충돌하고, 중력작용에 의해 외주벽을 따라 하강해 간다. 또, 중력작용으로 거친 입자의 모래류(P)가 침강하고, 경사 저판(14)을 따라서, 최종적으로 슬릿(14s)으로부터 하부의 집적장치(12)안으로 하강해 간다. 집적장치(112) 안으로 하강해 온 모래류(P)는 서서히 침강해 가고, 조(槽; tank) 바닥에 퇴적한다. 집적장치(12)의 탱크 바닥에는 필요에 따라 스크래치 장치(18)가 설치되어 있으며, 도 1에 나타낸 모래 배출관(119)을 통해 모래류(P)는 외부에 배출된다.
또한, 도 2b중의 기호(A, B)는 나선유로(13)에 있어서의 원수의 흐름방향을 나타내고, 기호 A는 지면의 안쪽으로부터 앞쪽을 향해서 원수가 흐르는 것을 나타내며, 기호 B는 지면의 앞쪽으로부터 안쪽을 향해서 원수가 흐르는 것을 나타내고 있다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 하류측의 침사 분리 탱크(20)의 분리장치(21)는 상류측의 침사 분리 탱크(10)의 분리장치(11) 보다도 저유속으로 나선유로(23A, 23B)에 원수를 흐르게 함으로써 가는 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되어 있으며, 원수 유입부(25)가 탱크 외주부에 접속 방향을 따라 배열 설치되고, 원수 유출부(26)가 나선유로(23A, 23B)의 나선 중심에 배치되어 있다. 원수 유입부(25) 는 상류측의 침사 분리 탱크(10)의 원수 유출부(17)와 연통관(30)으로 서로 접속되어 있다. 또, 원수 유출부(26)에는 원수 배출관(27)이 접속되어 있다.
이 경우의 하류측의 침사 분리 탱크(20)의 분리장치(21)에는 단계적으로 유속을 떨어뜨리도록 나선유로(23A, 23B)가 설치되어 있다. 즉, 원수 유입부(25)에 연결되는 도입유로(23R)의 하류측은 분기관(23T)을 통해 상하 2계통의 나선유로(23A)로 분기하고 있다. 또, 그 나선유로(23A)의 다른 하류측은 분기관(23T)을 통해 상하 4계통의 나선유로(23B)로 분기하고 있다. 즉, 도 3의 모식도에 나타낸 바와 같이, 전반의 나선유로(23A)는 상하 2층의 나선구조로 되어 있고 ,후반의 나선유로(23B)는 상하 4층의 나선구조로 되어 있다. 그리고, 도입유로(23R)의 유속을 「S」로 한 경우, 전반의 나선유로(23A)의 유속은 「S/2」로 되어 있고, 후반의 유속은「S/4」가 되도록 구성되어 있다.
또, 이와 같이 유속이 2단계로 조절되는 것에 대응시켜서, 하부의 집적장치(22)에는 전반의 나선유로(23A)에서 분리·포착한 모래류(P)를 집적하는 분급실(22A)과, 후반의 나선유로(23B)에서 분리·포착한 모래류(P)를 집적하는 분급실(22B)이 설치되어 있으며, 탱크 하부에는 각 분급실(22A, 22B)의 집적물을 별도로 배출할 수 있는 배출장치(29)가 설치되어 있다.
이어서 작용을 서술한다.
이 침사 분리 설비에 의하면, 상류측의 침사 분리 탱크(10)와 하류측의 침사 분리 탱크(20)에서 역할 분담하면서 효율 좋게 모래류를 분리·포착할 수 있다. 즉, 상류측의 침사 분리 탱크(10)에서는 고유속하에 입자 정도가 거친 모래류를 분 리 ·포착하고, 하류측의 침사 분리 탱크(20)에서는 저유속하에 상류측에서 포착되지 않았던 입자 정도가 가는 모래류를 분리·포착할 수 있기 때문에, 원수 안에 혼재하는 거친 입자물과 가는 입자물을 별도의 침사 분리 탱크(10, 20)에서 효율 좋게 분리·포착할 수 있다. 따라서, 설비 전체를 컴팩트하면서 효율적인 구성으로 할 수 있다. 또, 거친 입자와과 가는 입자로 나누어 모래류를 포착할 수 있기 때문에, 모인 모래류를 별도의 용도에 그대로 제공할 수 있다.
또, 하류측의 침사 분리 탱크(20)에 있어서는 원수의 유속 크기에 따라, 모래류를 분급하면서 포착하기 때문에, 보다 가는 분류로 용도처를 향해서 모래류를 제공할 수 있다.
또, 하류측의 침사 분리 탱크(10)에 있어서는, 나선유로(13)의 나선 중심에 원수를 유입시키기 때문에, 최초에 침사 분리 탱크(10)에 원수를 유입시킨 단계에서, 입자 정도가 큰 모래류(작은 돌 등)를 먼저 중력작용에 의해 분리할 수 있다. 즉, 나선유로(13)를 따라 흐르기 시작하기 전에, 미리 큰 고형물을 제거해 놓을 수가 있기 때문에, 나선유로(13)의 외주벽에 원심력에 의해 무용한 손모를 주는 것을 가능한 한 줄일 수 있다.
또, 하류측의 침사 분리 탱크(20)에 응집제를 첨가하는 것으로 하면, 원수 안의 미립자 고형물을 더 효율 좋게 포착할 수가 있게 되어, 원수의 청정화를 한층 더 도모할 수 있다.
도 4a, 4b는 본 발명의 제2 실시형태의 침사 분리 설비의 평면도 및 측면도, 도 5a, 5b는 상류측의 침사 분리 탱크의 개략구성을 나타낸 평면도 및 측단면도이 다.
이 제2 실시형태의 침사 분리 설비가 제1 실시형태의 침사 분리 설비와 다른 제1 점은 상류측의 침사 분리 탱크(10B)의 원수 유입부(15B)가 나선유로(13)의 나선 중심의 내부의 수몰 높이로 상방향으로 개구시켜 설치되어 있으며, 그 원수 유입부(15B)에 대하여, 침사 분리 탱크(10B)의 내부를 통해 하측으로부터 원수 공급관(16B)이 접속되어 있는 점이다. 또, 제 2점은 하류측의 침사 분리 탱크(20B)의 원수 유출부(26B)가 나선유로(23B)의 나선 중심의 내부의 수몰 높이로 상방향으로 개구시켜서 설치되어 있으며, 그 원수 유출부(26B)로부터 원수 배출관(27B)이 침사 분리 탱크(20B)의 내부를 통해 하측으로 인장되어 외부로 도출되어 있는 점이다. 그 외의 점은 제1 실시형태와 동일하기 때문에 특별히 설명하지 않는다.
이와 같이 상류측의 침사 분리 탱크(10B)의 원수 유입부(15)와 하류측의 침사 분리 탱크(20B)의 원수 유출부(26B)를 높이를 낮게 한 위치에 배열 설치함으로써 각 침사 분리 탱크(10B, 20B)의 설비 높이를 억제할 수 있다. 또, 하류측의 침사 분리 탱크(20B)에 예를 들면, 스크류 컨베이어식 모래 반출기(60)를 설치한 경우는 그 탈수 위치를 낮은 위치로 설정할 수 있기 때문에, 전체의 설비 높이를 낮게 억제할 수도 있다.
이어서, 상술한 하류측의 침사 분리 탱크(20B)로서 적용하는 것에 유용한 침사 분리 탱크의 각 예에 대하여 상세하게 설명한다.
[A] 침사 분리 탱크의 제1 예(도 6 ∼ 도 9)
도 6은 제1 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(10)의 외관 사시도, 도 7은 동일 침사 분리 탱크(110)의 종단면도이다. 이들 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 침사 분리 탱크(110)는 상부에 분리장치(111), 하부에 집적 장치(112)를 갖추고 있다. 분리장치(111) 및 집적 장치(112)는 이중 구조로 배치한 외측의 탱크와 내측의 탱크의 상부와 하부에 설치되어 있으며, 집적 장치(112)는 외측의 탱크에 의해 구성된 외측 분급실로서의 제1 분급실과, 내측의 탱크에 의해 구성된 내측 분급실로서의 제2 분급실(112B)로 구성된다.
제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 중심 부를 향해 소용돌이 형상으로 연속하여 나선 성형된 판상체(131)의 중간영역과 종단과의 사이에 구분판(132; 칸막이)이 배치되어 구성되고, 그 외측 영역이 제1 분급실(112A)로 되고, 내측 영역이 제2 분급실(112B)로 되어 있는 것이다. 이들 제1 분급실(112A)과 제2 분급실(112B)은, 상기 사절판(132)에 의해 격리되어 있다. 또한, 도 8, 도 9중의 부호(133)는, 감속유로(118)와 제1 분급실(112A)의 시단부(始端部)와의 사이에 설치된, 제1 분급실(112A)의 시단부를 폐색하기 위한 차폐판이다. 이와 같이, 제1 분급실(112A)과 제 2분급실(112B)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 전체를 대략 원통 형상으로 구성하고, 바닥부측만을 원추 형상으로 한 스텐레스강 등의 녹방지성 재질의 용기이다.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 분리장치(111)는 원수로부터 모래류(P)를 그 크기에 따라 분급하면서 분리하는 것이다. 즉, 이 분리장치(111)는 원수 반송관(114)보다 큰 직경으로 형성되고, 유입한 원수의 유속을 늦추는 감속유로(118)와, 이 감속유로(118)에 연결 배열 설치되며, 제1 분급실(112A)에서부터 제 2 분급실(112B)의 안쪽을 향해 소용돌이 형상으로 형성된 나선유로(119)와, 이 나선유로(119)를 따라 형성된 슬릿(121)과, 나선유로(119)의 종단에 형성된 배출구 (120)와, 이 배출구(120)에 연통되고, 모래류(P)가 분리된 처리수를 배출관(116)을 향해 오버 플로우 시켜 이끄는 배수유로(117)로 구성되어 있다.
상기 감속유로(118)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 서로 대향하는 측벽(134)과 저판(123)에 의해, 단면이 대략 요자(凹字)형상으로 형성되어 있다. 또, 이 감속유로(118)에 연속하는 상기 나선유로(119)는 제1 분급실(112A)의 측벽(122)의 상부 연장벽(122a)의 내면과 제2 분급실(112B)의 측벽(125)의 상부 연장벽(125a)의 외면과 저판(124)에 의해 단면이 대략 요자형상으로 형성되고, 상기 구분판(132)의 상부를 통과하도록 배열 설치된다. 상기 저판(124)은 나선유로(119)를 유동하는 원수에 원심력이 작용하는 방향에 대해 아래 방향으로 경사져 설치되어 있다(도 7 참조). 이 저판(124)에 있어서의 원심력 작용방향의 선단부와, 제1 분급실(112A)의 측벽(122)의 상부 연장벽(122a)의 내면 및 제2 분급실(112B)의 측벽(125)의 상부 연장벽(125a)의 내면과의 사이에 연속하여 슬릿(121)이 형성되어 있다. 따라서, 저판(124)은 슬릿(121)을 향해 하향 경사져 구성되어 있다.
슬릿(121)은 모래류(P) 중 작은 돌이나 거친 모래를 분리하는 제1 슬릿(121A)과, 모래류(P)중 가는 모래를 분리하는 제2 슬릿(121B)을 갖추어 구성된다. 즉, 제1 슬릿(121A)은 나선유로(119)에 있어서의 감속유로(118)와의 경계위치(차폐판(133)에 대응하는 위치)에서부터 제2 분급실(112B) 내에 임하기 직전의 위치(도 8의 구분판(132)의 직전 위치 α)에 이르기까지의 영역에 제1 분급실(112A) 에 대응하여 형성되어 있다. 또, 제2 슬릿(121B)은 제2 분급실(112B) 내에 임하는 위치(도 8의 구분판(132)의 직후 위치β)에서부터 상기 배출구(120)에 이르기까지의 영역에 제2 분급실(112B)에 대응하여 형성되어 있다.
원수 반송관(114)으로부터 공급된 원수는 감속유로(118)에서 감속되어, 나선유로(119)에 도입되어 완만하게 유동하고, 상기 제1, 제2 슬릿(121A, 121B)으로부터 모래류(P)가 분리된다. 그 후, 원수로부터 모래류(P)가 분리된 처리수는 나선유로 (119)의 종단의 배출구(120)와 연통하고 있는 배수유로(117, 도 7) 내를 오버플로우 하여, 배출관(116)으로 이끌린다. 또한, 감속유로(118) 및 나선유로(119)는 이 오버플로우 때에 넘쳐흐르지 않도록, 도시하지 않은 임의 형상의 천판에 의해 엄폐되어 있다.
여기서, 도 7중의 기호 A, B는 나선유로(119)에 있어서의 원수의 흐름방향을 나타내고, 기호 A는, 지면의 안측으로부터 앞측을 향하여 원수가 흐르는 것을 나타내며, 기호 B는, 지면의 앞측으로부터 안측을 향하여 원수가 흐르는 것을 나타낸다. 또, 도 8에 있어서, 나선유로(119)에 있어서의 원수의 흐름방향을 화살표 C로 나타낸다.
물속의 입자의 침강속도는 스톡스(Stokes)식으로 나타낸 바와 같이, 입자의 밀도와 물의 밀도와의 차이 및 입자의 반경의 제곱에 비례하기 때문에, 입자 지름이 크면 클수록, 또 무거우면 무거울수록 빨리 가라앉는다. 분급은 크기가 다른 입자를 물속에서의 침강속도의 차이를 이용하여 선별하는 것이다. 따라서, 나선유로 (119)를 유동하는 원수가 제1 분급실(112A)에 대응하는 영역에 위치하는 구간에서 는 원수 안의 모래류(P) 중, 입자 크기가 큰 작은 돌이나 가는 모래는 나선유로(119)의 저판 (124)상에 신속하게 가라앉고, 원심력의 작용과 저판(124)의 경사면에 의한 중력의 작용에 의해서, 원심력 작용 방향 외측의 측벽(122; 상부 연장벽(122a))을 따르는 제1 슬릿(121A) 내에 집중하고, 이 제1 슬릿(121A)으로부터 제1 분급실(112A) 내로 낙하한다. 이 영역에서는, 원수 안에 부유하고 있는 입자 크기가 작은 가는 모래는 저판(124) 상에 가라앉는 일 없이, 나선유로(119) 내를 유동하고 제2 분급실(112B)에 대응하는 영역에 도달한다.
원수가 나선유로(119)내에서 제2 분급실(112B)에 대응하는 영역에 이르러 완만하게 유동하는 동안에 원수 안을 부유하고 있던 가는 모래는 저판(124) 상에 침강하여, 원심력의 동작과 저판(124)의 경사면에 의한 중력의 작용에 의해서, 원심력 작용 방향 외측의 측벽(125; 상부 연장벽(125a))을 따르는 제2 슬릿(121B)으로부터 제2 분급실(112B) 내로 낙하한다. 또한, 나선유로(119)의 경사진 저판(124)의 경사 각도는 모래류(P)의 크기에 따라 적절히 선정되지만, 수평면에서부터 30~45°의 범위가 바람직하다.
이와 같이, 원수 안에 혼재하는 모래류(P) 중 작은 돌이나 거친 모래는, 나선유로(119)가 제1 분급실(112A)에 대응하는 영역에 위치하는 구간에서 분리되고, 제1 슬릿(121A)으로부터 제1 분급실(112A) 내로 낙하하고 퇴적하여 집적된다. 또한, 모래류(P) 중 가는 모래는, 나선유로(119)가 제2 분급실(112B)에 대응하는 영역에 위치하는 구간에서 분리되고, 제2 슬릿(121B)으로부터 제2 분급실(112B) 내로 낙하하여, 퇴적하고 집적된다. 따라서, 모래류(P)는 제1 분급실(112A)과 제2 분급 실(112B)의 각각에 그 크기에 따라 분급되어 집적된다.
모래류(P)가 분리된 처리수는 나선유로(119)의 종단에 형성된 배출구(120)에 연통한 배수유로(117, 도 7 참조) 내를 오버플로우하여 배출관(116)으로 배출된다.이 때, 제2 분급실(112B)에 낙하중, 또는 낙하한 모래류(P)(가는 모래)와 배수유로(117)내를 오버플로우하는 처리수의 흐름이 섞이는 일이 없기 때문에, 모래류(P; 가는 모래)가 처리수의 흐름에 말려 들어가 상기 처리수 안에 혼입하는 일이 없다.
제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)의 저부에는, 각각 배사수단으로서의 모래 배출 밸브(129, 130)를 갖추는 모래 배출관(127, 128)이 각각 접속되어 있다. 이들 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)로부터의 모래류(P)의 회수는 원수 반송관(114)으로부터 침사 분리 설비(110)로의 원수의 공급을 정지하고, 모래 배출 밸브(129)의 밸브를 열어서 모래 배출관(127)을 통하여, 제1 분급실(112A) 내의 작은 돌이나 거친 모래를 유수와 함께 꺼내고, 또, 이 꺼냄을 전후로 하여, 모래 배출 밸브(130)를 열어서 모래 배출관(128)을 통하여 제2 분급실(112B) 내의 가는 모래를 유수와 함께 꺼내는 것으로 실시한다.
제2 분급실(112B)로부터 회수된 가는 모래는, 예를 들면 전답의 토양 개량용으로 즉시 유효하게 이용할 수 있다. 또, 제1 분급실(112A)로부터 회수된 거친 모래나 작은 돌 등은 예를 들면, 토목 건축이나 정원석 등에 바로 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 본 예의 침사 분리 탱크(110)에서는 제1 분급실(112A)의 측벽(122) 및 제2 분급실(112 B)의 측벽(125)의 상부에 상부 연장벽(122a, 125a)을 연장 설치하 고, 이들 상부 연장벽(122a, 125b)에 의해 소용돌이 형상의 나선유로(119)의 측벽을 구성하였으나, 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B) 의 한쪽 또는 양쪽을 독립된 각통 형상 또는 원통 형상의 탱크로 하여, 나선유로(119)를 별도로 성형한 양측벽과 저판으로 구성할 수도 있다.
도 6~도 9에 제1 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(110)에 의하면, 다음의 효과 (1)~(3)를 나타낸다.
(1) 분리장치(111)의 감속유로(118)에서 유속이 줄어든 원수는 이 감속유로 (118)에 이어 설치된 나선유로(119)에 유입한다. 이 나선유로(119)는 구분판(132)에 의해 구분된 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)의 상부에 걸쳐서 소용돌이 형상으로 형성되어 있으며, 또한, 나선유로(119)를 따라 슬릿(121)이 설치되어 있기 때문에, 원심력의 작용과 나선유로(119)의 경사진 저판(124)에 의한 중력의 작용에 의해, 원수 안의 모래류(P)가 분리되고, 이 크기에 따라 제1 분급실(112A), 제2 분급실(112B) 내로 분급하여 집적된다. 따라서, 각 분급실(112A, 112B)내의 모래류(P)의 유효이용을 즉시 실시할 수 있다.
(2) 모래류(P)가 분리된 처리수가 나선유로(119)의 종단에 형성된 배출구(120)에 연통하고 있는 배수유로(117)로부터 배출관(116)으로 배출되므로, 제2 분급실(112B)로 낙하중, 또는 낙하된 모래류(P)(가는 모래)와 배수유로(117)에 흐르는 처리수의 흐름이 섞이는 일이 없다. 따라서, 모래류(P)(가는 모래)가 처리수의 흐름에 말려 들어가 처리수 안에 혼입되는 일이 없어, 배수유로(117)로부터 배수관(116)으로 청정한 처리수를 이끌 수 있다.
(3) 나선유로(119)의 저판(124)이, 유동하는 원수에 원심력이 작용하는 방향에 대하여, 슬릿(121)을 향해 아래방향으로 경사지게 구성되었기 때문에, 나선유로(119)에서 분리된 모래류(P)를 슬릿(121)으로 효율적으로 낙하시킬 수 있다.
[B］침사 분리 탱크의 제2예(도 10, 도 11, 도 12)
도 10은 제2 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(140)의 종단면도이다. 이 제2 예의 침사 분리 탱크(140)에 있어서, 상기 제1 예의 침사 분리 탱크(110)와 동일한 부분은 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
이 침사 분리 탱크(140)에서는, 분리장치(141)는 상기 나선유로(119; 이하 제1 나선유로(119)로 칭한다)와, 이 제1 나선유로(119)의 하층에 설치되고, 각각이 제2 분급실(112B)에 대응하는 영역에 배치된 복수(본 예에서는 2개)의 제2 나선유로(142) 및 제3 나선유로(143)를 갖추어 구성된다.
제2 나선유로(142)는 도 12에 전개하여 나타낸 바와 같이, 제1 나선유로(119)로부터 분기하여, 이 제1 나선유로(119)의 하측에 설치되어 있다. 또, 제3나선유로(143)는 제2 나선유로(142)로부터 분기하여, 이 제2 나선유로(142)의 하측에 설치되어 있다. 이것에 의해, 제1 나선유로(119), 제2 나선유로(142) 및 제3 나선유로(143)가 복수층(3층)의 계층구조로 구성되어 있다. 또한, 종단의 배출구(120)에는 상기 각 나선유로(119, 142, 143)의 각각의 단말이 층 형상으로 나란히 대향하고 있다. 상기 제2 나선유로(142) 및 제3 나선유로(143)도 제1 나선유로(119)와 동일하게, 경사진 저판(124)을 갖추며, 또한 이 저판(124)에 있어서의 원심력 작용 방향 선단부와 제2 분급실(112B)의 측벽(125)의 상부 연장벽(125a)의 내면과의 사이에 연속하여 슬릿(121B; 도 11 참조)이 형성되어 있다.
제1 나선유로(119)의 저판(124)에 있어서 제2 나선유로(142)가 분기되는 위치에는 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이 개구(144)가 형성되어 있다. 제1 나선유로(119) 내를 흐르는 원수는 제1 나선유로(119) 내를 그대로 개구(144)의 하류측으로 흐르는 원수와, 개구(144)로부터 흘러 떨어져 제2 나선유로(142)로 향하는 원수로 나누어진다. 이 때문에, 제1 나선유로(119)의 개구(144)로부터 하류측으로 흐르는 원수와, 개구(144)를 경유하여 제2 나선유로(142)를 흐르는 원수는 모두 유속이 줄어들어 원수 안의 모래류(P)(가는 모래)의 침강이 촉진된다.
또한, 상기 제3 나선유로(143)의 저판(124)에 있어서 제2 나선유로(142)로부터 분기되는 분기 위치에는 개구(145)가 형성된다. 제2 나선유로(142) 내를 흐르는 원수는 그대로 제2 나선유로(142)의 하류측으로 흐르는 원수와, 개구(145)로 흘러서 떨어져 제3 나선유로(143)로 향하는 원수로 나누어진다. 이 때문에, 제2 나선유로(142)의 개구(145) 보다도 하류측으로 흐르는 원수와, 개구(145)를 경유하여 제3 나선유로(143) 내를 흐르는 원수는 모두 감속되어, 원수 안의 모래류 등(P)(가는 모래)의 침강이 더 촉진된다.
또한, 도 10 및 도 12의 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 제2 분급실(112B)의 내측에, 개구(145)에 따라 제3 분급실(112C)을 설치할 수도 있다. 이 제3 분급실(112C)은 층 형상으로 배치된 제1 나선유로(119), 제2 나선유로(142) 및 제3 나선유로(143)의 각각에 있어서, 개구(145)를 포함하는 하류측에 대응하는 영역의 아래쪽에 설치된다. 이 경우, 제3 분급실(112C)에는 제2 분급실(112B)에서 집적된 모 래류(P)(가는 모래)에 비하여, 입자 정도가 더 가는 모래류(P)가 집적되게 된다.
이 제3 분급실(112C)에서는 제1 나선유로(119) 아래에 제2 나선유로(142) 및 제3 나선유로(143)외에 다른 나선유로를, 전체적으로 3층 이상의 다계층 설치하고, 각 나선유로의 임의의 위치에 개구를 형성함으로써, 소망하는 입자 정도의 가는 모래를 분급하여 집적할 수도 있다.
이상과 같이 구성되어 있기에, 이러한 제2 예의 침사 분리 탱크(140)에 의하면, 상기 제1 예의 침사 분리 탱크(110)의 효과 (1)~(3)의 효과에 더하여 다음의 효과(4)를 나타낸다.
(4) 분리장치(141)가 제1 나선유로(119)와 그 하층에 분기하여 설치된 제2 나선유로(142) 및 제3 나선유로(143)를 갖추며, 각 분기 위치에 개구(144, 145)가 형성되어 있다. 이것으로부터, 원수가 개구(144, 145)의 하류측에 있어서 복수의 나선유로(119, 142, 143) 내를 흐르는 것으로 그 유속이 줄어들어, 원수 안의 모래류(P)(가는 모래)의 침강이 촉진된다. 또한 제3 분급실(112C)을 설치한 경우에는 제2 분급실(112B)에서 집적된 모래류(P)(가는 모래)에 비하여, 입자 정도가 보다 작은 모래류(P)를 집적할 수 있다.
［C］침사 분리 탱크의 제3 예(도 13)
도 13은 제3 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(150)의 종단면도이다. 이 제3 예의 침사 분리 탱크(150)에 있어서, 상기 제1 예 및 제2 예의 침사 분리 탱크(110, 140)와 동일한 부분은 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
이 침사 분리 탱크(150)는, 제1 예 및 제2 예에 있어서 배사수단으로서 설치 된 모래 배출관(127 및 128) 대신에 다른 배사수단을 이용한 것이다. 도 13에서는 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)의 각각의 저부에, 배사수단으로서의 제1 스크류 컨베이어(151) 및 제2 스크류 컨베이어(152)가 설치되어 있다. 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실 (112B)로부터 모래류(P)를 회수할 때에는, 원수 반송관(114)으로부터 침사 분리 탱크(150)로의 원수의 공급을 정지하고, 우선 제1 스크류 컨베이어(151)를 동작시켜, 제1 분급실(112A) 내의 작은 돌이나 거친 모래를 꺼내고, 그 후, 제2 스크류 컨베이어(152)에 의해, 제2 분급실(112B)에 집적된 가는 모래가 꺼내져서 회수된다. 이둘 제1 스크류 컨베이어(151) 및 제2 스크류 컨베이어(152)의 종단은 수면(H) 보다 윗쪽에 위치되어 있다.
또한, 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)로부터의 모래류(P)의 회수는 침사 분리 탱크(150)로의 원수의 공급중에 실시할 수도 있으며, 또, 제1 스크류 컨베이어(151)에 의한 제1 분급실(112A)에서부터의 모래류(P)의 회수와, 제2 스크류 컨베이어 (152)에 의한 제2 분급실(112B)로부터의 모래류(P)의 회수를 동시에 실시할 수도 있다.
또, 본 실시예에서는 제1 나선유로(119) 및 제2 나선유로(142)의 경사진 저판(124)에 있어서의 원심력 작용 방향의 선단부분이 아래쪽으로 꺾어져 구부러지고, 각 나선유로(119, 142)의 저판(24)에 포착된 모래류(P)를 제2 분급실(112B)내로 보다 확실하게 낙하하도록 구성되어 있다.
따라서, 이 제3 예의 침사 분리 탱크(150)에 의하면, 상기 제1 및 제2 예의 침사 분리 탱크(110, 140)의 효과 (1)~(4)에 더하여 다음의 효과 (5) 및 (6)을 나 타낸다
(5) 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)의 각각에, 집적된 모래류(P)를 배출하는 제1 및 제2 스크류 컨베이어(151, 152)를 설치하였기 때문에, 각 분급실(112A, 112B)에 집적된 모래류(P)를 동시에 배출할 수 있다.
(6) 스크류 컨베이어(151, 152)의 종단이 수면(H)보다도 윗쪽에 위치되어 있기 때문에, 이들 스크류 컨베이어(151, 152)의 종단에 있어서 모래류(P)의 탈수를 양호하게 실시할 수 있다.
[D］침사 분리 탱크의 제4 예(도 14)
도 14는 제4 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(160)의 종단면도이다. 이 제4 예의 침사 분리 탱크(160)에 있어서, 상기 제1 예, 제2 예 및 제3 예의 침사 분리 탱크(110, 140, 150)와 동일한 부분을 동일하게 도시하고, 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
이 침사 분리 탱크(160)는 제1 분급실(112A)의 저부에 배사수단으로서의 스크류 컨베이어(151)가 설치되고, 제2 분급실(112B)의 저부에 개폐 밸브로서의 모래 배출 밸브(161)가 설치되어 있다. 제1 분급실(112A) 내의 작은 돌이나 거친 모래는 스크류 컨베이어(151)를 동작시켜 회수되고, 제2 분급실(112B) 내의 가는 모래는 모래 배출 밸브(161)를 개방 조작하여 제1 분급실(112A) 내로 낙하시켜서, 상기 스크류 컨베이어(151)에 의해 동일하게 회수된다.
제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B)로부터 모래류(P)를 회수할 때에는, 원수 반송관(114)으로부터 침사 분리 탱크(160)로의 원수의 공급을 정지하고, 제1 분급실(112A) 및 제2 분급실(112B) 내의 원수를 배출한 후, 우선 스크류 컨베이어(151)를 동작시켜서 제1 분급실(112A) 내의 거친 모래나 작은 돌 등의 모래류(P)를 꺼내 회수한다. 그 후, 모래 배출 밸브(161)를 개방 조작하여 제2 분급실(112B) 내의 가는 모래 등의 모래류(P)를 제1 분급실(112A)내로 낙하시켜서, 상기 스크류 컨베이어(151)를 동작시켜 회수한다.
따라서, 이 제4 예의 침사 분리 탱크(160)에 의하면, 상기 제1 예 및 제2 예 의 침사 분리 탱크(110, 140)의 효과 (1)~(4)에 더하여 다음의 효과 (7)를 나타낸다.
(7) 제1 분급실(112A)에 스크류 컨베이어(151)가 제2 분급실(112B)에 모래 배출 밸브(161)가 각각 설치되고, 이 모래 배출 밸브(161)의 개방 조작에 의해, 제2 분급실(112B) 내의 모래류(P)가 제1 분급실(112A)을 거쳐 상기 스크류 컨베이어(151)에 의해 배출되므로, 배사수단으로서의 스크류 컨베이어의 개수를 감소하여 비용을 저감할 수 있다.
［E］침사 분리 탱크의 제5 예(도 15, 도 16, 도 17)
도 15는 제5 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(170)의 종단면이다. 도 16은 도 15의 XⅥ-XⅥ선에 따른 단면도이며, 도 17은 도 15의 XⅦ-XⅦ선에 따른 단면도이다. 이 제5 예의 침사 분리 탱크(170)에 있어서, 상기 제1 예 및 제2 예의 침사 분리 탱크(110, 140)와 동일한 부분은 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
이 침사 분리 탱크(170)는 도 15 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 측벽(173)에 둘러싸여 구성되며, 외측의 탱크인 외측 분급실로서의 제1 분급실(172A)과, 측벽 (173)의 내측에 동심원 형상으로 설치된 측벽(174)에 둘러싸여 구성되며, 상기 제1 분급실(172A)에 이격되어 배열 설치된 내측의 탱크인 내측 분급실로서의 제2 분급실(172B)과, 양 분급실(172A, 172B)의 상부에 배치된 분리장치(171)에 의해 구성된다. 제1 분급실(172A)과 제2 분급실(172B)은 분리장치(171)에 의해 분리된 모래류(P)를 집적하여 퇴적시키는 집적장치(172)를 구성하고 있다.
분리장치(171)는 도 16에 나타낸 바와 같이, 제1 분급실(172A)에 대응하는 영역에 설치되고, 이 제1 분급실(172A)의 측벽(173)의 상부 연장벽(173a)의 내면과 제2 분급실(172B)의 측벽(174)의 상부 연장벽(174a)의 외면과의 사이에 형성된 나선유로(175A)와, 제2 분급실(172B)에 대응하는 영역에 대략 동심원 형상으로 배열 설치된, 예를 들면 2개의 방향으로 나누어진 나선유로(175B)를 갖추고 있다. 이들 나선유로(175A)와 나선유로(175B)는, 나선유로(175B)를 구성하는 측벽(174; 상부 연장벽(174a)), 격벽(176, 177)중, 측벽(174; 상부 연장벽(174a)) 및 격벽(176)의 일부가 잘라져 떨어져서 형성된 연통 공간(178)에 의해 연통된다. 따라서, 상술한 제1 예 및 제2 예에 있어서의 나선유로(119, 142, 143)가 중심부를 향해 소용돌이 형상으로 연속하여 나선 성형된 것에 대해, 본 실시예의 나선유로(175A, 175B)는, 동심원 형상으로 배치된 복수의 유로를 내측을 향해 나선형상으로 형성하여 구성되어 있다.
나선유로(175A)의 경사진 저판(124)에는 원심력 동작 방향 외측의 측벽[제1 분급실(172A)의 측벽(173; 상부연장벽(173a)]을 따르는 제1 슬릿(179A)이 형성 되고, 또, 나선유로(175B)의 경사진 저판(124)에는 원심력 동작 작용 외측의 측벽[제 2 분급실(172B)의 측벽(174; 상부 연장벽(174a)) 및 격벽(176)]을 따르는 제2 슬릿(179B)이 형성되어 있다.
따라서, 이 제5 예의 침사 분리 탱크(170)에서는, 상기 제1 예의 침사 분리 탱크(110)의 효과 (1)~(3)과 같은 효과를 나타낸 것 외에, 다음의 효과(8)를 나타낸다.
(8) 제1 분급실(172A) 및 제2 분급실(172B)이 동심원 형상으로 형성되고, 또 분리장치(171)의 나선유로(175A) 및 나선유로(175B)도 동심원 형상으로 형성되므로, 제1 예 및 제2 예와 같이 제1 분급실(112A)과 제2 분급실(112B)과의 사이를 구분판(132)으로 구분할 필요가 없기 때문에, 구성이 간단하게 되어 침사 분리 탱크(170)의 설계 및 제조를 용이화 할 수 있다.
［F］침사 분리 탱크의 제6 예(도 18, 도 19, 도 20)
도 18은 제6 예로서 나타낸 침사 분리 탱크(180)의 도 16에 대응한 종단면도이다. 도 19는 도 18의 XⅨ-XⅨ선에 따른 단면도이며, 도 20은 도 18의 분리장치의 제1 분급실(172A) 및 제2 분급실(172B)을 나타낸 평면 단면도이다. 이 제6 예의 침사 분리 탱크(180)에 있어서, 상기 제5 예의 침사 분리 탱크(170)와 동일한 부분은 동일 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
도 18 내지 도 20에 나타낸 바와 같이, 이 침사 분리 탱크(180)는 제2 분급실(172B)에 대응하는 영역에 있어서의 나선유로(175B)의 하측에 제2 나선유로(181)가 1층 또는 복수층 설치되며, 나선유로(175B)의 저판(124)에는 하층의 나선유로(181)가 분기되는 위치에 개구(182)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 제2예의 침 사 분리 탱크(140)와 동일하게, 원수가, 나선유로(175B)내에 있어서 개구(182)의 하류측을 흘러 배출구(120)에 도달하고, 또한 개구(182)를 거쳐 하층의 나선유로(181) 내를 흐르는 것으로, 원수의 유속은 줄일 수 있어, 원수 안의 모래류 등의 침강이 촉진된다. 또한, 도 18중의 부호(183)는 제2 분급실(172B)의 저면을 나타낸다.
따라서, 이 제6 예의 침사 분리 탱크(180)에 의하면, 상기 제1 예 및 제2 예의 침사 분리 탱크(110, 140)의 효과 (1)~(4) 외, 상기 제5 예의 침사 분리 탱크(170)의 효과 (8)와 동일한 효과를 나타낸다.
이상, 침사 분리 탱크의 각 예에 대하여 설명하였으나, 이들 탱크에 있어서도 상술한 바와 같이 원수 안에 응집제를 첨가하여 처리를 실시할 수도 있다. 예를 들면, 원수 반송관(114)으로부터 침사 분리 설비(110, 140, 150, 160, 170, 180) 내로 도입되는 원수 안에 응집제를 투입한다. 그럼으로써, 이 원수 안의 모래류(P)의 침강을 더 한층 촉진시킬 수 있다. 즉, 응집제를 상류측의 수로 안에 투입함으로써, 원수 안에 포함되는 마이크로 모래라고 하는 미소 모래를 핵으로 하여 플록(flock)을 형성할 수 있기 때문에, 모래류(P)의 침강을 촉진할 수 있어, 이 원수안의 모래류(P)를 한층 양호하게 분리할 수 있다.
또한, 상기에 있어서 도 6∼도 20에서 나타낸 침사 분리 탱크(110, 140, 150, 160, 170, 180)는 도 1에 나타낸 침사 분리 설비의 하류측의 침사 분리 탱크(20)로서 이용할 경우에 유용한 것이라고 설명하였으나, 이들 탱크는 상류측의 침사 분리 탱크(10)로서 이용하는 것도 물론 가능하다.

Claims (10)

  1. 원수의 흐름방향의 상류측과 하류측에 2대의 침사 분리 탱크가 배열 설비되며,
    각 침사 분리 탱크는 상부에 나선유로를 따라 원수를 흐르게 함으로써 원심작용과 중력작용으로 원수 안의 모래류를 분리하는 분리장치를 갖춤과 동시에, 하부에 상기 분리장치에서 분리된 모래류를 침강·퇴적시키는 집적 장치를 갖추고 있으며,
    상기 상류측의 침사 분리 탱크의 분리장치는 고유속으로 상기 나선유로에 원수를 흐르게 함으로써 거친 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되고,
    상기 하류측의 침사 분리 탱크의 분리장치는 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 분리장치보다도 저유속으로 상기 나선유로에 원수를 흐르게 함으로써 가는 입자의 모래류를 분리하는 것으로 구성되며,
    상기 상류측의 침사 분리 탱크의 원수 유입부에 원수 공급관이 접속되고, 상기 상류측의 침사 분리 탱크의 원수 유출부와 상기 하류측의 침사 분리 탱크의 원수 유입부가 연통관으로 상호 접속되며, 상기 하류측의 침사 분리 탱크의 원수 유출부에 원수 배출관이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하류측의 침사 분리 탱크에 응집제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 침 사 분리 설비.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 하류측의 침사 분리 탱크의 분리장치에, 단계적으로 유속을 떨어뜨리도록 상기 나선유로가 설치되어 있으며, 상기 집적장치가 각 유속마다 분리되는 모래류를 분리하여 집적할 수 있도록 복수의 분급실을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상류측의 침사 분리 탱크의 원수 유입구가 상기 나선유로의 나선 중심에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상류측의 침사 분리 탱크 또는 하류측의 침사 분리 탱크의 적어도 어느 한쪽의 침사 분리 탱크에 있어서의 상기 집적장치가 외측의 분급실과 이 외측의 분급실에 대해 격리되어 배열 설치된 내측의 분급실을 갖춤과 동시에, 상기 분리장치가 상기 외측의 분급실의 상부로부터 상기 내측의 분급실의 상부에 걸쳐 형성되어 원수를 흐르게 하는 상기 나선유로와, 이 나선유로를 따라 형성되고, 원수 안의 모래류 등을 낙하시켜서, 이 모래류을 그 크기에 따라, 상기 외측의 분급실과 상기 내측의 분급실에 각각 분별하여 분급하기 위한 슬릿을 갖추고 있으며, 상기 나선유 로의 종단에 상기 원수 유출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상류측의 침사 분리 탱크 또는 하류측의 침사 분리 탱크 중 적어도 어느 한쪽의 침사 분리 탱크에 있어서의 상기 집적 장치가 외측의 분급실과, 이 외측의 분급실에 대해 격리되어 배열 설치된 내측의 분급실을 갖춤과 동시에, 상기 분리장치가 상기 외측의 분급실로부터 상기 내측의 분급실의 상부에 걸쳐 형성되어 원수를 흐르게 하는 제1 상기 나선유로와, 이 제1 나선유로로부터 분기하여 그 하층에 설치되어 원수를 흐르게 하는 제2 나선유로와, 상기 제1 나선유로에 있어서 상기 제2 나선유로가 분기되는 위치에 형성된 개구와, 상기 제1 및 제2의 각 나선유로를 따라 형성되고, 원수 안의 모래류를 낙하시키고 이 모래류를 그 크기에 따라 상기 외측의 분급실과 상기 내측의 분급실에 각각 분별하여 분급하기 위한 슬릿을 갖추고 있으며, 상기 각 나선유로의 종단에 원수 유출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 나선유로의 저판이 상기 나선유로 내를 유동하는 원수에 원심력이 작용하는 방향에 대해 상기 슬릿을 향하여 하향 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  8. 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측의 분급실의 내측에, 단수 또는 복수의 분급실이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  9. 청구항 5 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 분급실의 저부에 배사수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나선유로가 소용돌이 형상 또는 동심원 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 침사 분리 설비.
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