KR20100031441A - 유압구동형 다목적 준설시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 준설차량과 준설대상 사이의 거리가 먼 경우와 장기간 보관된 축산분뇨의 고형화된 오니의 준설작업을 가능하게 하며, 오니탱크의 오니를 배출한 후, 내벽이나 레벨계에 부착된 오니에 고압 세척수를 분사하여 원격으로 세정 가능하고, 차량 탑재형으로 구성되어 오니 준설작업 및 구조물이나 건축물의 세척작업을 가능하게 하며, 구성요소들을 유압으로 제어하는 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압구동형 다목적 준설시스템은, 준설차량, 상기 준설차량에 탑재되는 오니탱크와 세척수탱크, 상기 세척수탱크 내의 세척수를 준설대상, 건축물 또는 구조물에 고압으로 분사하는 세척장치, 상기 오니탱크 내부에 구비되어 상기 세척수를 상기 오니탱크 내부에 분사하는 세정장치, 상기 오니탱크에 진공을 형성하여 상기 준설대상의 오니를 상기 오니탱크로 흡입하는 진공펌프, 상기 준설대상의 오니를 흡입하여 상기 오니탱크로 이송하는 잠수펌프, 및 유압을 발생시켜 상기 세척장치, 상기 세정장치, 상기 진공펌프, 및 상기 잠수펌프를 구동시키는 유압장치를 포함한다.
세척, 준설, 오니, 유압, 잠수펌프, 진공펌프, 고압수펌프, 데릭, 세정장치

Description

유압구동형 다목적 준설시스템 {dredging system for multipurpose use driven by hydraulic system}
본 발명은 준설차량과 준설대상 사이의 거리가 먼 경우와 장기간 보관된 축산분뇨의 고형화된 오니의 준설작업을 가능하게 하며, 오니탱크의 오니를 배출한 후, 내벽이나 레벨계에 부착된 오니에 고압 세척수를 분사하여 원격으로 세정 가능한 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이다.
본 발명은 상하수도관과 오폐수처리시설 및 액제저장탱크의 오니(汚泥) 준설작업, 및 도로의 터널벽이나 방음벽과 같은 구조물 및 건축물의 외벽 세척작업에 활용되는 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이다.
본 발명은 차량 탑재형이며, 정지상태에서 준설대상의 오니를 준설하고, 주행상태에서 도로의 터널벽이나 방음벽 및 건축물의 외벽을 세척하는 기능을, 종래의 차량 탑재형 상하수도관 준설시스템에 추가하고, 각 구성요소들을 유압으로 구동하는 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이다.
일례를 들면, 종래의 차량 탑재형 상하수도관 준설시스템(이하, "준설시스템"이라 한다)은 공기 흡입식 진공펌프를 사용하여 오니를 준설하여 준설차량의 오 니탱크로 이송하여 저장하도록 구성된다.
종래의 공기흡입식 준설시스템에서는 흡입양정이, 예를 들면, 1단 루츠브로워를 사용하는 경우, 7m로 제한된다. 따라서 준설시스템은 준설대상의 깊이가 7m를 초과하거나, 준설대상으로부터 30 내지 50m 정도 떨어진 장소에 위치하는 경우, 오니를 준설하여 오니탱크로 이송하거나 축산분뇨 저장탱크의 오니를 준설하는 것이 어려웠다.
준설시스템은 준설차량의 엔진을 동력원으로 이용하고, 구동벨트를 통하여 고압수펌프 및 진공펌프를 구동하도록 구성된다. 따라서 종래의 준설시스템은 과부하 운전시, 구동벨트가 손상될 수 있고, 이로 인하여 빈번한 보수 작업이 요구된다. 또한, 오니탱크의 레벨계 고장시, 오니가 진공펌프로 유입될 수 있고, 이로 인하여 진공펌프가 손상될 수 있다.
준설시스템은 오니탱크에서 오니를 배출한 후, 오니탱크의 덮개를 개방하고, 오니탱크 내벽 및 레벨계에 부착된 잔류오니의 세정작업을 필요로 한다. 이러한 세정작업은 인력에 의존한다.
본 발명의 일 실시 예는, 준설차량과 준설대상 사이의 거리가 먼 경우(예를 들면, 50m 이상)와 장기간 보관된 축산분뇨의 고형화된 오니의 준설작업을 가능하게 하며, 오니탱크의 오니를 배출한 후, 내벽이나 레벨계에 부착된 오니에 고압 세척수를 분사하여 원격으로 세정 가능한 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이 다.
본 발명의 일 실시 예는, 차량 탑재형으로 구성되어 오니 준설작업 및 구조물이나 건축물의 세척작업을 가능하게 하는 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예는, 오니 준설작업 및 세척작업을 수행하는 구성요소들을 유압으로 제어하는 유압구동형 다목적 준설시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유압구동형 다목적 준설시스템은, 준설차량, 상기 준설차량에 탑재되는 오니탱크와 세척수탱크, 상기 세척수탱크 내의 세척수를 준설대상, 건축물 또는 구조물에 고압으로 분사하는 세척장치, 상기 오니탱크 내부에 구비되어, 상기 세척수를 상기 오니탱크 내부에 분사하는 세정장치, 상기 오니탱크에 진공을 형성하여 상기 준설대상의 오니를 상기 오니탱크로 흡입하는 진공펌프, 상기 준설대상의 오니를 흡입하여 상기 오니탱크로 이송하는 잠수펌프, 및 유압을 발생시켜 상기 세척장치, 상기 세정장치, 상기 진공펌프, 및 상기 잠수펌프를 구동시키는 유압장치를 포함할 수 있다.
상기 세척장치는, 상기 세척수를 고압으로 공급하는 고압수펌프를 포함하며, 상기 오니탱크 외부에 구비되어 상기 고압수펌프로부터 공급되는 상기 세척수를 분사하여, 상기 구조물 또는 건축물의 외벽을 세척할 수 있다.
상기 세정장치는, 상기 오니탱크 외부에 설치되고 상기 고압수펌프에 연결되어 상기 세척수의 공급을 단속하는 급수밸브와, 상기 오니탱크 내부에 설치되고 상 기 급수밸브에 연결되는 세정수관, 및 상기 세정수관에 설치되어 상기 세척수를 분사하는 세정노즐을 포함할 수 있다.
상기 세정수관은, 상기 오니탱크 내벽을 따라 원호형으로 형성될 수 있다.
상기 오니탱크와 상기 세척수탱크는 칸막이로 구획될 수 있다.
상기 세정노즐은, 상기 세정수관에 복수로 설치되며, 상기 칸막이와 상기 오니탱크 내의 레벨계을 향하여 분사 방향을 형성할 수 있다.
상기 세척장치는, 상기 준설차량에 탑재되어 유압으로 구동되는 세척데릭과, 상기 세척데릭에 장착되고 상기 세척수탱크에 세척수호스로 연결되어 상기 세척수를 분사하는 세척노즐, 및 상기 세척수호스를 제공하는 세척수호스릴을 포함할 수 있다.
상기 세척데릭은, 상기 준설차량의 설치대에 회전 가능하게 장착되는 회전축과, 일단이 상기 회전축에 데릭붐힌지로 장착되고, 다른 일단이 상기 세척노즐을 장착하는 다단의 데릭붐과, 상기 데릭붐과 상기 설치대 사이에 설치되어, 신축 작용으로 상기 데릭붐을 인양하는 유압실린더를 포함할 수 있다.
상기 세척데릭은, 상기 회전축의 외주에 형성되는 휠기어와, 상기 휠기어에 결합되는 피니언기어 및 상기 피니언기어를 구동하는 세척데릭 유압모터를 포함할 수 있다.
상기 세척데릭은, 일측에 상기 세척노즐을 구비하고 다른 일측으로 상기 데릭붐에 장착되는 세척노즐링크, 일단이 상기 세척노즐링크에 연결되고 다른 일단이 상기 데릭붐에 연결되어 상기 세척노즐을 조향하는 유압실린더를 포함할 수 있다.
상기 진공펌프는 흡인관으로 상기 오니탱크에 연결되어 부압을 형성하고, 상기 오니탱크에 연결된 오니관으로 오니를 이송하며, 상기 잠수펌프는 토출호스로 상기 오내탱크에 연결되어 준설한 오니를 상기 오니탱크로 이송할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유압구동형 다목적 준설시스템은, 상기 오니탱크 내부에 설치되어 상기 오니탱크 내부의 오니레벨을 감지하여 상기 진공펌프 및 상기 잠수펌프를 제어하는 레벨계를 더 포함하며, 상기 레벨계는, 상기 오니탱크 내의 오니레벨에 따라 승강하는 프로트, 상기 프로트에 연결되어 상기 오니탱크의 외부에 설치되는 레벨지시기, 및 상기 프로트의 오니레벨에 따라 온/오프 작동되는 레벨스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유압구동형 다목적 준설시스템은, 일측이 상기 고압수펌프에 연결되고 다른 일측에 준설노즐을 구비하는 준설호스와, 상기 준설호스를 공급하는 준설호스릴을 더 포함할 수 있다.
상기 유압장치는, 상기 준설차량의 엔진으로 구동되어 고압유와 저압유를 각각 공급하는 고압유펌프와 저압유펌프 및 상기 작동유를 냉각시키는 오일냉각기를 포함하며, 상기 오일냉각기는, 상기 작동유를 순환시키는 냉각관과, 상기 냉각관에 부착되어 방열작용하는 냉각휜, 및 냉각휀에서 상기 냉각관으로 냉각공기를 공급하는 냉각덕트를 포함할 수 있다.
상기 유압장치는, 상기 고압수펌프를 작동시키는 고압수펌프 유압모터, 상기 고압수펌프 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 고압수펌프 제어밸브, 상기 진공펌프를 작동시키는 진공펌프 유압모터, 상기 진공펌프 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 진공펌프 제어밸브, 및 상기 잠수펌프를 작동시키는 잠수펌프 유압모터, 상기 잠수펌프 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 잠수펌프 제어밸브를 포함하며, 상기 고압유펌프는, 상기 고압수펌프 유압모터, 상기 진공펌프 유압모터 및 상기 잠수펌프 유압모터에 연결되어 고압유를 공급하고, 상기 저압유펌프는, 상기 고압수펌프 제어밸브, 상기 진공펌프 제어밸브 및 상기 잠수펌프 제어밸브에 연결되어 저압유를 공급할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 유압구동 잠수펌프를 적용하므로 오니탱크와 준설대상(예를 들면, 집수관 또는 저장탱크) 사이의 거리가 먼 경우(예를 들면, 50m 이상)에도 준설작업을 가능하게 하며, 장기간 보관되어 고형화된 축산분뇨를 준설 가능하게 하는 효과가 있다.
세척장치를 준설차량에 탑재하므로 주행하면서 도로의 구조물이나 건축물의 세척작업을 가능하게 하는 효과가 있다.
세정장치를 오니탱크 내부에 구비하므로 인력에 의존하던 오니탱크 내부의 세정잡업을 용이하게 하고, 또한 오니탱크에 설치되는 레벨계의 오니탱크 내측 부분을 자주 세정하여 레벨계의 상태를 정상적으로 유지하므로 진공펌프를 자동으로 정지시키거나 오니가 진동펌프에 흡입되는 것을 사전에 차단하게 하는 효과가 있다.
유압장치를 구비하여, 고압수펌프, 진공펌프 및 잠수펌프를 각각의 유압모터로 구동시키고, 각의 유압모터를 솔레노이드식 제어밸브로 각각 제어하므로 원격제 어 및 정밀제어를 가능하게 하는 효과가 있다.
유압장치에서 유압회로를 밀폐형으로 구성하고, 작동유를 고압유와 저압유로 분리하여 유압모터들과 유압실린더들 및 제어밸브들에 각각 적용하므로 유압모터들의 구동력을 높이고, 설치면적과 작동유의 용량을 축소하는 효과가 있다. 따라서 제한된 적재용량에서, 준설차량의 오니탱크 용량을 증가시켜 대량의 오니를 적재할 수 있어 보다 많은 준설작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분 야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압구동형 다목적 준설시스템을 적용한 준설차량의 측면도이고, 도2는 도1의 평면도이며, 도3은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 세척수탱크와 오니탱크의 측면도(a)와 단면도(b)이고, 도4는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 세척장치, 세정장치 및 준설노즐의 세척수 흐름도이다.
도1 내지 도4를 참조하여, 개략적으로 설명하면, 일 실시 예의 유압구동형 다목적 준설시스템(이하, "준설시스템"이라 한다)(1000)은 준설작업, 세척작업 및 세정작업을 선택적으로 수행할 수 있도록 형성된다.
준설차량(V)은 분사할 세척수를 내장하는 세척수탱크(1)와, 준설된 오니를 저장하는 오니탱크(3)를 탑재한다. 세척수탱크(1)와 오니탱크(3)는 칸막이(2)로 구획된다.
일 실시 예의 준설시스템(1000)은 세척대상의 세척 및 세정대상의 세정을 위하여 세척수탱크(1)에 연결되는 세척부(1100)와, 준설대상의 준설을 위하여 오니탱크(3)에 연결되는 준설부(1200), 및 세척부(1100)와 준설부(1200)에 유압을 공급 및 제어하여 구동시키는 유압장치(1300)를 포함한다.
세척부(1100)는 오니탱크(3) 내부에서 세정작업을 수행하고, 또한 오니탱크(3) 외부에서 세척작업을 수행할 수 있도록, 오니탱크(3) 내부에 구비되어 내부를 세척하는 세정장치 (15)와, 오니탱크(3) 외부에 구비되어 구조물 또는 건축물의 외벽을 세척하는 세척장치(180)를 포함한다.
예를 들면, 세정장치(15)는 오니탱크(3)의 외벽에 구비되는 급수밸브(19), 및 오니탱크(3) 내부에 설치되는 세정수관(15a)과 세정노즐(15b)을 포함한다(도3 및 도4 참조).
급수밸브(19)는 고압수펌프(113)에 연결되고, 외부에서 오니탱크(3)의 내부로 공급되는 고압상태의 세척수를 단속한다. 세정수관(15a)은 스테인리스강관으로 형성되어 오니탱크(3) 내벽을 따라 원호형으로 형성 및 설치되어 급수밸브(19)에 연결된다. 세정노즐(15b)은 세정수관(15a)에 복수로, 일례를 들면, 7 내지 8개로 설치되어, 칸막이(2)와 레벨계(9)를 향하며, 200bar 정도의 고압수를 분사한다.
급수밸브(19)의 조작에 따라, 고압상태의 세척수는 급수밸브(19), 세정수관(15a) 및 세정노즐(15b)을 통하여 분사되어 오니탱크(3)의 내벽, 칸막이(2) 및 레벨계(9)에 부착된 잔류오니를 세정한다(도4 참조). 동시에, 세정노즐(15b)은 레벨계(9)를 세척한다.
준설부(1200)는 오니탱크(3)의 내외에 설치되는 레벨계(9)를 더 포함한다. 예를 들면, 레벨계(9)는 오니의 레벨에 따라 승강하는 프로트(9a), 프로트(9a)에 연결되어 오니탱크(3)의 외부에 설치되는 레벨지시기(9c), 및 프로트(9a)의 레벨에 따라 온/오프 작동되는 레벨스위치(9b)를 포함한다(도3, 도4 참조).
레벨계(9)는 프로트(9a)의 작동으로 레벨지시기(9c)의 위치가 "high"에 도달하면, 레벨스위치(9b)의 온 작동으로 솔레노이드식 제어밸브(111, 예를 들면, 진공펌프 제어밸브(111b))에 연결되는 진공펌프 유압모터(110b)를 정지시킨다(도6 및 도11 참조).
여기서 도1 내지 도4를 참조하여 진공펌프(10)에 대하여 설명한다. 진공펌프(10)는 흡인관(11)을 통하여 오니탱크(3)에 부압을 형성하여, 오니탱크(3)에 연결된 오니관(6)을 통하여 오니를 준설하여 오니탱크(3)로 이송할 수 있게 한다.
도5는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템의 구성도이고, 도6은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 유압장치의 유압 회로도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 진공펌프(10)는 진공펌프 유압모터(110b)에 의하여 구동되며, 진공펌프 유압모터(110b)는 진공펌프 제어밸브(111b)에 의하여 제어된다. 도11을 참조하면, 진공펌프 제어밸브(111b)는 원격제어회로에 의하여 원격 제어된다.
참고로 도5에서, 고압유(굵은 실선), 저압유(가는 실선), 고압의 세척수(굵은 점선), 회수유압(가는 점선) 및 오니(이점쇄선)는 각각 다른 선들로 도시되어 있다. 도6에서 고압유(굵은 실선), 저압유(가는 실선) 및 회수유압(일점쇄선)은 각각 다른 선들로 도시되어 있다.
세정장치(15)는 인력에 의존하던 오니탱크(3)의 세정 작업을 고압상태의 세척수로 할 수 있게 하여 작업 효율을 향상시키며, 레벨계(9)를 자주 세정하여 레벨계(9)가 정상적으로 작동할 수 있는 상태로 유지시킬 수 있다. 레벨계(9)가 정상 상태로 유지되므로 레벨 증가에 따라 오니가 흡인관(11)을 통하여 진공펌프(10)로 흡입되는 사고가 방지된다.
진공펌프(10)의 사고 방지를 위하여, 레벨계(9)의 고장에 대비할 필요가 있다. 예를 들면, 오니탱크(3)는 일측에 오니의 배출을 위한 덮개(3a)를 구비하며, 오니탱크(3)의 오니레벨을 육안으로 감시하도록 개폐 구조로 형성되어 덮개(3a)에 상하 방향으로 배치되는 복수, 예를 들면 3개의 검사밸브(24a, 24b, 24c)를 포함한다. 검사밸브(24a, 24b, 24c)를 순차적으로 개방하여 오니가 배출되는 것을 보고, 개략적인 오니레벨을 확인할 수 있다.
한편, 고압수펌프(113)에서 공급되는 고압의 세척수는 세정장치(15)와, 준설대상 중, 상하수도관에 연결되는 집수조(300)(또는 오폐수처리시설 및 액제저장탱크, 또는 축산분뇨 저장탱크 등, 이하 "저장탱크"라 한다) 및 세척장치(180)에도 공급된다.
이를 위하여, 고압수펌프(113)는 준설호스릴(14)과 준설호스(2011)를 통하여 준설노즐(200)에 연결되고, 준설노즐(200)은 준설시 준설대상인 상하수도관 내부를 향하여 고압의 세척수를 분사하여 상하수도관 내벽에 부착된 오니를 탈락시킨다. 이때, 탈락된 오니는 세척수와 함께 집수조(300)에 모인다. 이 상태에서, 진공펌프(10)가 작동되어 세척수와 오니를 흡인하여 오니관(6)을 통하여 오니탱크(3)로 이송시킨다.
한편, 고압수펌프(113), 준설호스(2011) 및 준설노즐(200)을 통하여 공급되는 고압상태의 세척수는 장기간 저장으로 인하여 저장탱크에 고형화된 축산분뇨의 오니를 굴삭한다. 이와 동시에 잠수펌프(16)는 저장탱크 내의 오니와 세척수를 흡입하므로 오니의 준설을 용이하게 그리고 가능하게 한다(도4 및 도5 참조).
잠수펌프(16)는 상하수도관에 연결된 집수조(300)의 준설에도 진공펌프(10) 대신에 적용될 수 있다. 따라서 잠수펌프(16)가 저장탱크를 준설하는 것을 별도로 도시하지 않고, 진공펌프(10)와 같이 집수조(300)를 준설하는 것으로 도시한다.
또한 고압수펌프(113)는 세척장치(180)의 세척수호스릴(17)과 세척호스(18k)를 통하여 세척노즐(18m)에 연결되고, 세척노즐(200)은 세척대상인 구조물이나 건축물의 외벽을 향하여 고압의 세척수를 분사한다.
고압수펌프(113), 세척호스(18k) 및 세척노즐(18m)을 통하여 공급되는 고압의 세척수는 준설차량(V)의 주행 중에도 구조물 또는 건축물의 세척작업을 가능하게 한다(도4, 도5 및 도10 참조).
도10은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 세척데릭의 평면도(a)와 측면도(b)이다. 도10을 참조하면, 구조물 세척장치(180)는 준설차량(V)에 탑재되어 유압으로 구동되는 세척데릭(18)과, 세척데릭(18)에 장착되고 세척수호스(18k)에 연결되어 공급되는 세척수를 분사하는 세척노즐(18m), 및 세척수호스(18k)를 제공하는 세척수호스릴(17)을 포함한다.
예를 들면, 세척데릭(18)은 세척노즐(18m)을 장착하는 2단 데릭붐(18p), 2단 데릭붐(18p)에 연결되는 1단 데릭붐(18g), 1단 데릭붐(18g)에 붐 힌지(18e)로 결합되어 설치대(B)에 장착되는 회전축(18a), 회전축(18a)을 지지하는 지지베어링(18b)과 스페이서링(18c), 회전축(18a)의 외주에 장착되는 휠기어(18n), 휠기어(18n)에 연결되는 피니언기어(18d), 피니언 기어(18d)를 구동하는 유압모터(110g) 및 1단 데릭붐(18g)과 설치대(B)를 연결하여 신축 작동으로 제1 데릭붐(18g)을 인양하는 유압실린더(114b)를 포함한다.
세척데릭(18)은 유압실린더(114b)의 작동으로 1단 데릭붐(18g)의 인양 높이를 조절하고, 유압모터(110g)의 구동으로 회전축(18a)을 회전시켜 세척노즐(18m)의 위치를 조절한다. 1단, 2단 데릭붐(18g, 18p)을 연결하는 유압실린더(미도시) 또는 유압모터(미도시)의 작동으로 1단 데릭붐(18g)에서 2단 데릭붐(18p)이 연장될 수 있다. 유압모터(110f)의 구동으로 피니언기어(18d)와 휠기어(18n)를 통하여 회전축(19a)이 설치대(B)에서 회전하므로 세척데릭(18)의 선회각도가 조절된다.
세척노즐(18m)은 세척노즐링크(18l)를 통하여 2단 데릭붐(18p)에 방향 전환 가능한 구조로 장착된다. 즉 세척노즐링크(18l)는 일측에 세척노즐(18m)을 장착하고 다른 일측에 조향 작용하는 유압실린더(18j)를 연결한다. 유압실린더(18j)는 2단 데릭붐(18p)에 유압실린더 힌지(18i)로 장착된다. 유압실린더(18j)를 제어하면, 세척노즐링크(18l)를 통하여 세척노즐(18m)의 방향이 상하로(또는 좌우로(미도시)) 조절되어 구조물이나 건축물의 세척 방향을 조절할 수 있다. 유압실린더(18j)를 솔레노이드식 제어밸브(미도시)에 연결하여 제어하면, 세척노즐(18m)의 상하 위치는 원격 제어될 수 있다.
준설부(1200)는 진공펌프(10)와 잠수펌프(16) 중 하나를 구동시켜 준설작업을 수행할 수 있도록 구성된다. 진공펌프(10), 흡인관(11) 및 오니관(6)으로 준설작업이 불가능한 경우, 유압모터(110f)로 구동되는 잠수펌프(16) 및 토출호스(16e)로 준설작업을 수행한다.
준설부(1200)에서, 진공펌프(10) 측은 상기한 바와 같이, 진공펌프(10), 진공펌프(10)와 오니탱크(3)를 연결하여 오니탱크(3)에 부압을 형성하는 흡인관(11), 오니탱크(3)의 부압으로 오니를 준설하여 오니탱크(3)로 이송하는 오니관(6), 및 오니관(6)을 지지하는 준설데릭(7)을 포함한다.
잠수펌프(16) 측은 집수관(300)(또는 저장탱크)에 잠수되는 잠수펌프(16), 잠수펌프(16)의 토출구를 오니탱크(3)에 연결하는 토출호스(16e)를 포함한다. 잠수펌프(16)는 토출 양정을 30m정도로 형성하므로 상하수도관에 연결되는 집수조(300)(또는 저장탱크) 오니를 집수조(300)(또는 저장탱크)로부터 50m이상 떨어진 준설차량(V)의 오니탱크(3)까지 이송할 수 있다.
도7은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 잠수펌프의 평면도(a)와 측면도(b)이고, 도8은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 잠수펌프의 오니 펌핑 상태도(a), 및 임펠러의 저면도(b)와 단면도(c)이다. 도7 및 도8을 참조하면, 잠수펌프(16)는 유압모터(110f)로 구동되는 임펠러(16d), 임펠러(16d)를 내장하는 펌프케이싱(16a) 및 펌프케이싱(16a)의 일측에 연결되는 펌프입구관(16b)을 포함한다.
잠수펌프(16)는 준설시 상하수도관의 집수관(300)(또는 저장탱크) 내의 오니에 잠수되고, 임펠러(16d)와 펌프케이싱(16a)의 간격을 10cm 이상 이격하므로 10cm 이하의 크기를 갖는 이물질과 오니를 펌프입구관(16b)으로 흡입하여, 연결프렌지(16c)의 토출구에 연결되는 토출호스(16e)를 통하여 오니탱크(3)로 이송한다. 이때, 잠수펌프(16)와 오니탱크(3) 사이, 즉 토출호스(16e)의 길이가 30m 이상 연장되어 집수관(300)(또는 저장탱크)의 오니를 원활히 흡입하여 이송할 수 있다.
일 실시 예의 준설부(1200)에서, 진공펌프(10)는 집수관(300)(또는 저장탱크)과 오니탱크(3) 사이의 거리가 가까운 경우, 종래와 같이, 상하수도관 내부의 오니를 준설하여 오니탱크(3)로 이송하는 데 사용될 수 있다.
잠수펌프(16)는 집수관(300)(또는 저장탱크)과 오니탱크(3) 사이의 거리가 멀거나 이물질의 크기가 10cm 이하로 작고 수분함량이 많은 경우, 예를 들면, 정수장, 하수처리장 및 액체 저장탱크의 오니를 준설하여 오니탱크(3)로 이송하는 데 효과적으로 사용될 수 있다.
다시 도3 및 도4를 참조하면, 오니탱크(3)의 오니를 제3의 장소에 배출하는 방법은, 예를 들면, 오니탱크(3)를 유압실린더(114a)로 들어 올려 기울게 하고, 오니탱크(3) 일단에 덮개힌지(3b)로 결합된 오니탱크 덮개(3a)를 개방하므로 오니탱크(3)로부터 오니를 배출한다.
오니 배출 후, 고압수펌프(113)에 세척수호스(2011)로 연결되는 세정장치(15)로 200bar 정도의 세척수를 공급하고, 세정장치(15)의 세정노즐(15b)로 세척수를 분사하여, 오니탱크(3) 내부의 잔류오니와 레벨계(9)에 부착된 오니를 제거한다. 상기한 바와 같이, 인력에 의존하던 오니탱크(3)의 세척 작업 효율이 향상되고, 레벨계(9)가 정상 상태로 유지된다.
도5는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템의 구성도이며, 도6은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 유압장치의 유압 회로도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 유압장치(1300)는 솔레노이드식 제어밸브(111, 112)와, 제어밸브(111, 112)에 의하여 제어되는 유압모터(110) 및 유압실린더(114)를 포함한다. 유압장치(1300)는 제어반과 함께 휴대용 제어반(미도시)을 포함할 수 있다. 솔레노이드식 제어밸브(111, 112)는 제어반(미도시)에서 집중적으로 제어될 수 있다. 휴대용 제어반은 준설데릭(7), 세척데릭(18), 준설호스릴(14), 및 세척수호스릴(17)을 원격으로 제어할 수 있다(도11 참조).
도11은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 유압장치의 원격제어 회로도이다. 도11을 참조하면, 유압장치(1300)는 복수의 유압모터(110)와 유압실린더(114)를 전기적으로 원격제어 할 수 있도록 솔레노이드식 제어밸브(111, 112)에 의해 작동되도록 형성하고, 진공펌프(10)에 오니탱크(3)의 오니가 흡입되지 않도록 레벨계(9)의 "high" 위치에서 레벨스위치(9b)가 작동되어 진공펌프(10)를 자동으로 정지시키고, 호스릴(14, 17) 및 세척데릭(18)의 유압모터(110c, 110d, 110g)와 준설데릭(7) 및 세척데릭(18)의 유압실린더(114a, 114b)가 제한스위치(limit)로 인하 여 작동한계를 벗어날 경우에는 유압모터와 유압실린더가 정지되도록 형성된다.
편의상, 도11을 참조하여 진공펌프(10)를 제어하는 레벨스위치(9b)에 대하여 설명한다. 즉 오니레벨에 따라 작동되는 레벨계(9)의 레벨스위치(9b)는 진공펌프 제어밸브(111b)에 연결되고, 진공펌프 제어밸브(111b)는 진공펌프(10)를 구동하는 진공펌프유압모터(110b)에 연결되어 제어한다.
도6을 참조하면, 유압장치(1300)에서, 차량엔진(101)의 동력은 클러치(102)를 경유하여 고압유펌프(103)와 저압유펌프(104)를 직결 구동하고, 발생된 유압은 솔레노이드식 제어밸브(111)의 제어에 따라, 즉 고압유는 유압모터(110)에, 저압유는 제어밸브(106, 111, 112)와 유압실린더(114)로 각각 공급된다.
300bar 정도의 고압유는 유압모터들(110)을, 120bar 정도의 저압유는 제어밸브들(106, 111, 112)과 유압실린더들(114)을 구동시킨다. 또한 유압장치(1300)는 오일냉각기(115)와 오일탱크(116)의 용적을 축소하기 위해 폐회로(closed type)로 구성된다.
고압유, 저압유펌프(103, 104)는 가변용량형이므로 엔진(101)의 속도를 변경하지 않아도 작동유의 유량을 제어할 수 있으며, 부하변동에 따라 유압이 급격하게 상승하거나 강하할 때에도 구호밸브(107) 및 감압밸브(108)가 작동되어 안전하게 운전된다(도5 및 도6 참조). 더욱이, 고압유, 저압유펌프(103, 104)는 종래의 준설시스템에서 빈번하게 발생하였던 벨트구동장치나 감속기어의 손상, 고압수펌프(113)나 진공펌프(10)의 손상을 방지할 수 있다.
고압유펌프(103)는 고압수펌프(113), 진공펌프(10), 잠수펌프(16), 세척장 치(180), 냉각휀(115a)을 구동하는 각각의 유압모터들(110)에 300bar 정도의 고압 작동유를 공급한다. 저압유펌프(104)는 준설시스템(1000)에 적용되는 각각의 제어밸브들(106, 111, 112)과 유압실린더들(114)에 120bar 정도의 작동유를 공급한다. 유압장치(1300)는 유압모터들(110)과 유압실린더들(114)을 원격제어하고, 자동으로 정지시킬 수 있는 밀폐형으로 형성된다.
보다 구체적으로 보면, 고압유펌프(103)에서 발생된 300bar 정도의 고압유는 서보밸브(105)와 제어밸브(106a, 106b)에 의해 유량이나 유로가 제어되며, 또 각 제어밸브(111a, 111b, 111f, 111c, 111d, 111e, 111g)의 제어를 통하여, 고압수펌프(113)의 유압모터(110a), 진공펌프(10)의 유압모터(110b), 잠수펌프(16)의 유압모터(110f), 호스릴(14, 17)의 유압모터(110c, 110d), 오일냉각기(115)의 냉각휀(115e)의 유압모터(110e), 및 구조물 세척장치(180)의 유압모터(110g)로 각각 공급된다. 각각의 유압모터(110)는 제어밸브(111)에 의하여 공급 및 차단되는 고압유에 의하여 운전 또는 정지된다.
저압유펌프(104)에서 발생된 120bar 정도의 저압유는 각 제어밸브(112a, 112b, 112c)에 의하여 유량 제어되어, 오니탱크(3)의 탱크인양실린더(114a), 세척데릭(18)을 인양하는 유압실린더(114b), 준설데릭을 인양하는 유압실린더(114c), 준설호스릴(14)을 분리시키는 유압실린더(114d), 세척노즐(18m)을 조향하는 유압실린더(18j) 및 오니탱크 덮개(3a) 개방 또는 잠그는 유압실린더(미도시)와 같은, 유압실린더(114)에 공급된다. 각각의 유압실린더(114)는 제어밸브(111)에 의하여 공급 및 차단되는 저압유에 의하여 운전 또는 정지된다.
준설시스템(1000)에서, 상기 구성요소들은 유압모터(110)와 유압실린더(114)로 구동하고, 이를 솔레노이드식 제어밸브(111, 112)로 제어하며, 레벨스위치 또는 제한스위치(limit으로 표시함)의 전기적 신호를 제어회로에 연결하기 때문에 구성요소들의 원격제어가 가능하다.
레벨지시기(9c)의 위치가 "high"에 도달하면 오니탱크(3) 외벽에 설치되는 레벨스위치(9b)가 작동하여, 진공펌프(10)을 구동하는 유압모터(110b)는 자동으로 정지된다. 준설호스릴(14)을 분리하는 유압실린더(114d), 오니탱크(3)를 인양하는 유압실린더(3d), 세척장치(180)를 인양하는 유압실린더(18g), 잠수펌프(16)의 유압모터(110f) 및 다른 구성요소의 제한스위치(limit)에 의해 관련되는 구성부품의 작동의 자동 정지시키므로 준설시스템(1000)의 안전운전이 가능하다.
레벨스위치(9b), 진공펌프(10) 및 유압모터(110b)의 제어 방법은 다른 구성요소들의 제어방법이 동일하게 적용될 수 있고 본 발명에서 권리화하려는 부분이 아니므로 도11에서 예시적으로만 도시하고, 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 구체적인 설명이 생략되어도 준설작업자는 용이하게 이해할 수 있다.
도9는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 오일냉각기의 정면도(a)와 측면도(b)이다. 도9를 참조하면, 유압장치(1300)는 유압모터(110e)로 구동되는 냉각휀(115e)의 냉각공기로 작동유의 온도를 냉각시키고, 작동유의 온도가 상승되고 점도가 떨어지는 것을 방지하기 위하여 공랭식 오일냉각기(115)를 구비한다.
예를 들면, 오일냉각기(115)는 스테인리스강으로 형성된 냉각관(115a)과, 이에 부착되는 동판으로 된 냉각휜(115b), 냉각관(115a)의 고압의 냉각수를 공급하는 고압수 연결구(115c), 냉각휀(115e)으로부터 냉각공기를 냉각관(115a)로 공급하는 냉각덕트(115d)를 포함한다. 고압수 연결구(115c)는 준설호스(2011)를 통하여 고압수펌프(113)에 연결된다(도5 참조).
도12 내지 도14를 참조하면, 준설노즐(200)은 준설대상인 상하수도관 또는 저장탱크의 지름이나 오니 부착 상태에 따라 적절히 선택될 수 있다.
도12의 준설노즐(200)은 노즐본체(201)와, 노즐본체(201)의 하방에 편심추(203)을 형성하고, 노즐본체(201)의 측방에 준설호스(2011)가 연결되는 호스연결구(240)를 구비하고, 노즐본체(201)의 상방에 복수의 노즐팁(202)을 구비한다. 노즐팁(202)은 노즐본체(201)의 중앙 평행선에 대하여 상향의 분사방향을 형성한다.
도13의 준설노즐(2200)은 노즐본체(2201)와, 노즐본체(2201)의 측방에 준설호스(2011)가 연결되는 호스연결구(2240)를 구비하고, 노즐본체(2201)의 원주 방향으로 복수의 노즐팁(202)을 구비한다.
도14의 준설노즐(3200)은 노즐본체(3201)와, 노즐본체(3201)의 측방에 준설호스(2011)가 연결되는 호스연결구(3240)를 구비하고, 노즐본체(2201)의 원주 방향으로 복수의 노즐팁(202)을 구비한다.
도14의 준설노즐(3200)은 도13의 준설노즐(2200)보다 크기가 작고, 노즐팁(202)의 개수가 적다. 도15는 일 실시 예의 노즐팁(202)을 예시한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압구동형 다목적 준설시스템을 적용한 준설차량의 측면도이다.
도2는 도1의 평면도이다.
도3은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 세척수탱크와 오니탱크의 측면도(a)와 단면도(b)이다.
도4는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 세척장치, 세정장치 및 준설노즐의 세척수 흐름도이다.
도5는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템의 구성도이다.
도6은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 유압장치의 유압 회로도이다.
도7은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 잠수펌프의 평면도(a)와 측면도(b)이다.
도8은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 잠수펌프의 오니 펌핑 상태도(a), 및 임펠러의 저면도(b)와 단면도(c)이다.
도9는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 오일냉각기의 정면도(a)와 측면도(b)이다.
도10은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 세척데릭의 평면도(a)와 측면도(b)이다.
도11은 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 유압장치의 원격제어 회로 도이다.
도12 내지 도15는 도1의 유압구동형 다목적 준설시스템에서 제1 내지 제3 실시 예에 따른 준설노즐 및 노즐팁의 단면도(a)와 측면도(b)이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
V : 준설차량, B : 설치대, 1000 : 유압구동형 다목적 준설시스템(준설시스템, 1100 : 세척부, 1200 : 준설부, 1300 : 유압장치, 1 : 세척수탱크, 2 : 칸막이, 3 : 오니탱크, 3b : 덮개힌지, 3a : 오니탱크 덮개, 9 : 레벨계, 9a : 프로트, 9b : 레벨스위치, 9c : 레벨지시기, 10 : 진공펌프, 11 : 흡입관, 2011 : 준설호스, 14 : 준설호스릴, 15 : 세정장치, 15a : 세정수관, 15b : 세정노즐, 16 : 잠수펌프, 16a : 펌프케이싱, 16b : 펌프입구관, 16c : 연결프렌지, 16d : 임펠러, 16e : 토출호스, 17 : 세척수호스릴, 180 : 세척장치, 18 : 세척데릭, 18k : 세척수호스, 18m : 세척노즐, 18g, 18p : 1, 2단 데릭붐, 18a : 회전축, 18b : 지지베어링, 18c : 스페이서링, 18n : 휠기어, 18d : 피니언기어, 18j : 유압실린더, 18i : 유압실린더 힌지, 18l : 세척노즐링크, 19 : 급수밸브, 101 : 차량엔진, 102 : 클러치, 103 : 고압유펌프, 104 : 저압유펌프, 105 : 서보 밸브, 113 : 고압수펌프, 24a, 24b, 24c : 검사밸브, 110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g : 유압모터, 111, 112, 106a, 106b: 제어밸브, 114 , 114a, 114b, 114c, 114d : 유압실린더, 115 : 오일냉각기, 115a : 냉각관, 115b : 냉각휜, 115c : 고압수 연결구, 115d : 냉각덕트, 115e : 냉각휀, 200 : 준설노즐, 300 : 집수조(또는 저장탱크)

Claims (15)

  1. 준설차량;
    상기 준설차량에 탑재되는 오니탱크와 세척수탱크;
    상기 세척수탱크 내의 세척수를 준설대상, 건축물 또는 구조물에 고압으로 분사하는 세척장치;
    상기 오니탱크 내부에 구비되어, 상기 세척수를 상기 오니탱크 내부에 분사하는 세정장치;
    상기 오니탱크에 진공을 형성하여 상기 준설대상의 오니를 상기 오니탱크로 흡입하는 진공펌프;
    상기 준설대상의 오니를 흡입하여 상기 오니탱크로 이송하는 잠수펌프; 및
    유압을 발생시켜 상기 세척장치, 상기 세정장치, 상기 진공펌프, 및 상기 잠수펌프를 구동시키는 유압장치를 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 세척장치는,
    상기 세척수를 고압으로 공급하는 고압수펌프를 포함하며,
    상기 오니탱크 외부에 구비되어 상기 고압수펌프로부터 공급되는 상기 세척수를 분사하여, 상기 구조물 또는 건축물의 외벽을 세척하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 세정장치는,
    상기 오니탱크 외부에 설치되고 상기 고압수펌프에 연결되어 상기 세척수의 공급을 단속하는 급수밸브와,
    상기 오니탱크 내부에 설치되고 상기 급수밸브에 연결되는 세정수관, 및
    상기 세정수관에 설치되어 상기 세척수를 분사하는 세정노즐을 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 세정수관은,
    상기 오니탱크 내벽을 따라 원호형으로 형성되는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 오니탱크와 상기 세척수탱크는 칸막이로 구획되는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 세정노즐은,
    상기 세정수관에 복수로 설치되며, 상기 칸막이와 상기 오니탱크 내의 레벨계을 향하여 분사 방향을 형성하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 세척장치는,
    상기 준설차량에 탑재되어 유압으로 구동되는 세척데릭과,
    상기 세척데릭에 장착되고 상기 세척수탱크에 세척수호스로 연결되어 상기 세척수를 분사하는 세척노즐, 및
    상기 세척수호스를 제공하는 세척수호스릴을 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 세척데릭은,
    상기 준설차량의 설치대에 회전 가능하게 장착되는 회전축과,
    일단이 상기 회전축에 데릭붐힌지로 장착되고, 다른 일단이 상기 세척노즐을 장착하는 다단의 데릭붐과,
    상기 데릭붐과 상기 설치대 사이에 설치되어, 신축 작용으로 상기 데릭붐을 인양하는 유압실린더를 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 세척데릭은
    상기 회전축의 외주에 형성되는 휠기어와,
    상기 휠기어에 결합되는 피니언기어 및
    상기 피니언기어를 구동하는 세척데릭 유압모터를 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 세척데릭은,
    일측에 상기 세척노즐을 구비하고 다른 일측으로 상기 데릭붐에 장착되는 세척노즐링크와,
    일단이 상기 세척노즐링크에 연결되고 다른 일단이 상기 데릭붐에 연결되어 상기 세척노즐을 조향하는 유압실린더를 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 진공펌프는 흡인관으로 상기 오니탱크에 연결되어 부압을 형성하고, 상기 오니탱크에 연결된 오니관으로 오니를 이송하며,
    상기 잠수펌프는 토출호스로 상기 오내탱크에 연결되어 준설한 오니를 상기 오니탱크로 이송하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 오니탱크 내부에 설치되어 상기 오니탱크 내부의 오니레벨을 감지하여 상기 진공펌프 및 상기 잠수펌프를 제어하는 레벨계를 더 포함하며,
    상기 레벨계는,
    상기 오니탱크 내의 오니레벨에 따라 승강하는 프로트,
    상기 프로트에 연결되어 상기 오니탱크의 외부에 설치되는 레벨지시기, 및
    상기 프로트의 오니레벨에 따라 온/오프 작동되는 레벨스위치를 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    일측이 상기 고압수펌프에 연결되고 다른 일측에 준설노즐을 구비하는 준설호스와,
    상기 준설호스를 공급하는 준설호스릴을 더 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  14. 제2 항에 있어서
    상기 유압장치는,
    상기 준설차량의 엔진으로 구동되어 고압유와 저압유를 각각 공급하는 고압유펌프와 저압유펌프 및
    상기 작동유를 냉각시키는 오일냉각기를 포함하며,
    상기 오일냉각기는,
    상기 작동유를 순환시키는 냉각관과,
    상기 냉각관에 부착되어 방열작용하는 냉각휜, 및
    냉각휀에서 상기 냉각관으로 냉각공기를 공급하는 냉각덕트를 포함하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
  15. 제14 항에 있어서
    상기 유압장치는,
    상기 고압수펌프를 작동시키는 고압수펌프 유압모터, 상기 고압수펌프 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 고압수펌프 제어밸브,
    상기 진공펌프를 작동시키는 진공펌프 유압모터, 상기 진공펌프 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 진공펌프 제어밸브, 및
    상기 잠수펌프를 작동시키는 잠수펌프 유압모터, 상기 잠수펌프 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 잠수펌프 제어밸브를 포함하며,
    상기 고압유펌프는,
    상기 고압수펌프 유압모터, 상기 진공펌프 유압모터 및 상기 잠수펌프 유압모터에 연결되어 고압유를 공급하고,
    상기 저압유펌프는,
    상기 고압수펌프 제어밸브, 상기 진공펌프 제어밸브 및 상기 잠수펌프 제어밸브에 연결되어 저압유를 공급하는 유압구동형 다목적 준설시스템.
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