KR20220040525A - Underground pollutant treatment device using wind energy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 땅속에 분포하는 중금속을 제거하기 위한 지중 오염물질 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중금속의 농도를 검출하여 관리자에게 전달함과 아울러, 풍력을 이용해 지표층 하부에 공기와 산화제를 주입함으로써 산화된 철이온이 비소를 흡착하게 하는, 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for treating underground pollutants for removing heavy metals distributed in the ground, and more particularly, by detecting the concentration of heavy metals and delivering them to a manager, and injecting air and an oxidizing agent into the lower part of the surface layer using wind power It relates to an apparatus for treating underground pollutants using wind energy, which allows oxidized iron ions to adsorb arsenic.
비소, 납, 카드뮴, 크로뮴, 바나듐, 셀레늄 등과 같은 중금속이 함유된 폐기물은 심각한 환경오염을 유발할 수 있으므로 보다 안전하고 완벽한 방식으로 처리되어야 한다.Waste containing heavy metals such as arsenic, lead, cadmium, chromium, vanadium, selenium, etc. can cause serious environmental pollution and must be disposed of in a safer and more complete manner.
여러 가지 중금속 중, 특히 비소(As)는 독성 물질로서, 광석이나 지하의 지질층에서 지하수로 녹아 나올 수 있으며, 폐광(廢鑛) 지역에서 집중적으로 유출되고 있다. 유출된 비소는 해당 지역의 불포화 토양을 거쳐 지하수를 타고 흘러 점차 넓게 퍼지기 마련이다. 비소는 물속에서 3가나 5가의 음이온으로 존재하며, 3가로 존재할 경우 인체에 더 치명적인 독성을 가진 것으로 알려져 있다.Among various heavy metals, arsenic (As), in particular, is a toxic substance and can be dissolved in ores or underground geological layers into groundwater, and is intensively discharged from abandoned mine areas. The spilled arsenic flows through the unsaturated soil in the area and into the groundwater and spreads gradually. Arsenic exists as a trivalent or pentavalent anion in water, and it is known that it is more deadly to the human body when it exists as a trivalent anion.
비소로 오염된 토양이나 지하수를 복원하기 위한 기술로서, 고형화, 토양세척, 반응벽체설치, 흡착, 침전 등의 방법이 제안되고 있다. 고형화는 주로 토양에 적용되며 화학물질을 이용해 토양을 아예 불용화 하는 기술이고, 토양세척은 오염된 토양 및 대수층으로 산이나 염기 등의 세척용액을 주입하는 주입과 추출을 반복하여 오염물을 제거하는 기술이다.As a technique for restoring arsenic-contaminated soil or groundwater, methods such as solidification, soil washing, reaction wall installation, adsorption, and sedimentation have been proposed. Solidification is mainly applied to soil and is a technology to completely insolubilize the soil using chemicals. Soil washing is a technology that removes pollutants by repeating injection and extraction by injecting a washing solution such as acid or base into the contaminated soil and aquifer. am.
상기한 여러 가지 처리 방법 중, 흡착방식이 가장 경제적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 종래 흡착방식은, 번거롭고 처리 효율이 그다지 높지 않다는 단점을 갖는다. Among the various treatment methods described above, the adsorption method is known to be the most economical. However, the conventional adsorption method has a disadvantage in that it is cumbersome and the treatment efficiency is not very high.
그 이유는, 비소를 흡착하기 위해서, 오염된 토양이나 오염수에 흡착제를 투입 및 교반한 후 원위치 시키는 일련의 과정을 거쳐야 하는데 이러한 과정이 꽤 번거롭기 때문이다. 그나마, 오염물질을 모두 제거하면 다행이지만, 땅속 여기저기에 산포되어 있는 오염 지점을 빠짐없이 탐지하는 것 자체가 어려운 일이다.The reason is that, in order to adsorb arsenic, an adsorbent must be put into contaminated soil or contaminated water, stirred, and then put through a series of processes, which is quite cumbersome. Fortunately, it is good to remove all pollutants, but it is difficult to detect all the pollutants scattered throughout the ground.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 지중 중금속 농도 정보를 관리자에게 무선 전송하여 관리자로 하여금 적절한 조치를 즉각 취할 수 있게 하는, 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus for treating underground pollutants using wind energy, which wirelessly transmits information on the concentration of underground heavy metals to the administrator so that the administrator can take appropriate measures immediately.
또한, 망간의 침전과 비소의 흡착 효율을 높여 산화물질의 선택도를 향상시키고 지중 복합오염물질의 제거효율을 향상시킬 수 있는, 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an apparatus for treating underground pollutants using wind energy, which can improve the selectivity of oxidizing materials and improve the removal efficiency of underground complex pollutants by increasing the precipitation of manganese and the adsorption efficiency of arsenic.
아울러, 공기의 주입을 위해 풍력 에너지를 이용하므로 친환경적인, 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, since wind energy is used for air injection, it is another object to provide an environment-friendly, underground pollutant treatment apparatus using wind energy.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치는, 토양 및 지하수 오염지역의 지상에 설치되는 철탑과; 상기 철탑의 상부에 위치하며 풍력에너지를 이용해 공기를 압축하고, 압축된 공기를 공급하는 압축공기 제공부와; 상기 압축공기제공부의 압축공기를 유도하여 필요처로 전달하는 공기공급관과; 상기 공기공급관을 통해 공급된 압축공기를 저장하는 공기탱크와; 상기 철탑 주변의 지면에 박혀 고정된 상태로 지중 오염물질의 농도를 감지하고, 감지한 내용을 외부로 전송하는 농도감지부와; 상기 농도감지부와 접속되며 농도감지부로부터 농도 정보를 전달받아 분석하는 분석부와; 상기 분석부와 접속되며 압축공기 제공부를 제어하는 컨트롤러와; 상기 철탑 주변의 지면에 박혀 고정되고, 상기 공기탱크로부터 공기를 전달받아 주변으로 분출하는 공기분출부와; 상기 공기분출부에 대해 이격 배치되며, 공기분출부에서 분출된 공기 중 일부를 흡기하여 정화 처리한 후 대기로 배출하는 악취제거부를 구비한다.To achieve the above object, there is provided an apparatus for treating underground pollutants using wind energy of the present invention as a means of solving the problem, comprising: a steel tower installed on the ground in a soil and groundwater contaminated area; a compressed air providing unit located above the pylon, compressing air using wind energy, and supplying the compressed air; an air supply pipe for guiding the compressed air of the compressed air supply unit and delivering it to a required place; an air tank for storing compressed air supplied through the air supply pipe; a concentration sensing unit for detecting the concentration of underground pollutants in a fixed state while being embedded in the ground around the pylon, and transmitting the detected contents to the outside; an analysis unit connected to the concentration sensing unit and receiving and analyzing the density information from the density sensing unit; a controller connected to the analysis unit and controlling the compressed air supply unit; an air blowing unit fixed to the ground around the pylon, receiving air from the air tank and blowing it out to the surroundings; It is disposed to be spaced apart from the air blower, and includes a odor removal unit that sucks in some of the air blown out from the air blower, purifies it, and then discharges it to the atmosphere.
또한, 상기 압축공기제공부는; 철탑 상공을 흐르는 공기의 풍력에너지를 받아 회전하며 회전축을 통해 회전토크를 출력하는 수직형윈드밀과, 상기 회전축을 감싸며 회전축과 함께 회전하는 일정직경의 디스크형 회전판, 상기 회전판의 외주면에 등간격으로 고정되며 회전판의 회전력을 회전판의 반지름 방향으로 출력하는 다수의 푸셔를 갖는 로터와, 상기 로터를 감싸는 링의 형태를 취하며 상기 회전판의 외주면에 대해 일정 간격을 이루는 내주면을 가지고, 상기 푸셔와 일대일 대응하며 로터 방향으로 개방되고 내측에 걸림부가 형성되어 있는 행정공간, 외부의 공기를 행정공간 내부로 유도하는 흡기구, 행정공간 내부의 공기를 외부로 유도하는 배기구가 형성되어 있는 스테이터와, 상기 행정공간에 설치되되 회전판에 대해 진퇴운동 가능하고 상기 걸림부에 걸리는 돌출턱을 가지며, 행정공간 외부로 돌출된 상태로 회전하는 푸셔에 눌려 행정공간 내부로 압입되면서 행정공간 내부의 공기를 상기 배기구를 통해 외부로 배출하는 피스톤과, 상기 행정공간 내부에서 피스톤을 회전판측으로 탄성 지지하는 스프링과, 상기 배기구에 장착된 상태로, 행정공간 내부의 공기를 외부로 통과시키고, 외부공기가 행정공간으로 유입하는 것을 차단하는 제1체크밸브와, 상기 흡기구에 설치되며 행정공간 내부의 공기가 외부로 빠지는 것을 차단하고, 행정공간 내부에 음압 형성 시 외부 공기가 행정공간 내부로 유입되게 하는 제2체크밸브를 포함한다.In addition, the compressed air supply unit; A vertical windmill that receives wind energy from the air flowing over the tower and rotates and outputs rotational torque through a rotating shaft, a disk-type rotating plate of a certain diameter that surrounds the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft, fixed to the outer peripheral surface of the rotating plate at equal intervals and a rotor having a plurality of pushers that output the rotational force of the rotating plate in the radial direction of the rotating plate, and has an inner circumferential surface that takes the form of a ring surrounding the rotor and forms a certain distance with respect to the outer circumferential surface of the rotating plate, and corresponds to the pusher one-to-one, A stator that is opened in the direction of the rotor and formed with a locking part formed inside, an intake port for guiding external air into the stroke space, and an exhaust port for guiding air inside the stroke space to the outside, and installed in the stroke space However, it is capable of moving forward and backward with respect to the rotating plate, has a protruding jaw caught by the locking part, is pressed into the stroke space by being pressed by a rotating pusher in a state that protrudes out of the stroke space, and discharges the air inside the stroke space to the outside through the exhaust port a piston, a spring for elastically supporting the piston toward the rotating plate in the stroke space, and a second agent that passes air in the stroke space to the outside while being mounted on the exhaust port and blocks external air from flowing into the stroke space It includes a first check valve and a second check valve installed in the intake port to block the air in the stroke space from escaping to the outside, and to allow outside air to flow into the stroke space when a negative pressure is formed in the stroke space.
아울러, 상기 공기분출부는; 테이퍼진 중공파이프의 형태를 취하며 다수의 공기분출구멍을 가지고, 길이방향으로 조립되는 다수의 단위타공튜브로 이루어진다.In addition, the air blowing unit; It takes the form of a tapered hollow pipe, has a plurality of air ejection holes, and consists of a plurality of unit perforated tubes assembled in the longitudinal direction.
또한, 상기 악취제거부는; 관통슬릿을 통해 측방향으로 개방되며 지중에 박혀 고정되는 흡기관, 상기 흡기관의 상단부에 연통 결합하고 밀폐된 처리공간을 제공하는 밀폐챔버, 상기 밀폐챔버 내에 설치되고 흡기관을 통해 상향 이동하는 공기를 통과시키며 악취를 제거하는 악취필터, 상기 밀폐챔버의 처리공간 내부로 소독제를 공급하여 악취필터를 소독하는 소독제공급부, 상기 처리공간 내부에서 악취필터를 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하고, 상기 농도감지부는; 일정내경을 가지며 지중에 박혀 고정되는 센서내장튜브, 상기 센서내장튜브에 설치되고 주변의 오염물직의 농도를 감지하는 센서, 상기 센서내장튜브의 상단부에 고정되는 상단케이스, 상기 상단케이스 내에 설치되고 센서로부터 전달된 정보를 상기 분석부로 전달하는 발신부, 센서 및 발신부에 전력을 공급하는 배터리를 구비한다.In addition, the odor removal unit; An intake pipe that is opened laterally through a through slit and fixed in the ground, a sealed chamber that communicates with the upper end of the intake pipe and provides a sealed processing space, air installed in the sealed chamber and moving upward through the intake pipe An odor filter that passes through and removes odor, a disinfectant supply unit that sterilizes the odor filter by supplying a disinfectant into the processing space of the sealed chamber, and an exhaust fan that exhausts the air that has passed through the odor filter inside the processing space, The concentration sensing unit; A sensor built-in tube having a certain inner diameter and fixed in the ground, a sensor installed in the sensor built-in tube and sensing the concentration of a surrounding contaminant, an upper case fixed to the upper end of the sensor built-in tube, a sensor installed in the upper case It includes a transmitter that transmits the information transmitted from the analyzer to the analysis unit, a sensor, and a battery that supplies power to the transmitter.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치는, 농도감지부를 이용해 지중 중금속의 농도를 파악하고 파악된 정보를 관리자에게 무선 전송하여, 관리자로 하여금 적절한 조치를 즉각 취할 수 있게 한다.The apparatus for treating underground pollutants using wind energy of the present invention as described above uses the concentration sensing unit to determine the concentration of heavy metals in the earth and wirelessly transmits the grasped information to the manager, so that the manager can take appropriate measures immediately. .
또한 공기와 산화제의 주입에 의한 철산화대의 형성으로 망간의 침전과 비소의 흡착 효율을 높여 산화물질의 선택도를 향상시키고 지중 복합오염물질의 제거효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the selectivity of oxidizing materials and the removal efficiency of underground complex pollutants by increasing the precipitation of manganese and the adsorption efficiency of arsenic by forming an iron oxidation zone by injection of air and oxidizing agent.
아울러, 공기의 주입을 위해 풍력 에너지를 이용하므로 친환경적이다. In addition, since wind energy is used for air injection, it is environmentally friendly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치의 전체 구조를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치를 도식적으로 나타내 보인 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 압축공기발생기의 구조를 도시한 평단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 압축공기발생기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 공기분출부의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시한 농도감지부의 구성을 나타내 보인 단면도이다.
도 7은 도 2의 악취제거부의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a block diagram showing the overall structure of an apparatus for treating underground pollutants using wind energy according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing an apparatus for treating underground pollutants using wind energy according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan sectional view showing the structure of the compressed air generator shown in FIG.
4a to 4d are views for explaining the operation of the compressed air generator.
5 is an exploded perspective view illustrating the structure of the air blowing unit of FIG. 2 .
6 is a cross-sectional view showing the configuration of the concentration sensing unit shown in FIG.
7 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the malodor removal unit of FIG.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 지중 오염물질 처리장치는, 지면 하부의 불포화토양층이나 지하수 층에 분포하는 중금속의 농도를 파악하고, 파악 내용을 관리자에게 통보하여 적절한 조치를 취할 수 있게 하는 것이다. 적절한 조치는, 관리자에게 의해 시작되거나 처리장치 스스로 개시할 수 있다. The underground pollutant treatment apparatus of the present invention is to grasp the concentration of heavy metals distributed in the unsaturated soil layer or the groundwater layer below the ground, and notify the administrator of the contents of the detection so that appropriate measures can be taken. Appropriate actions may be initiated by an administrator or initiated by the processing unit itself.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치(10)의 전체 구조를 도시한 블록도이고, 도 2는 지중 오염물질 처리장치를 도식적으로 나타내 보인 도면이다.1 is a block diagram showing the overall structure of an underground
본 실시예에서의 오염물질은 중금속 물질 중 비소(As)이다. 비소는 산화철에 흡착되는 성질을 가지므로, 토양 내 2가철을 3가철로 산화시켜, 산화철로 하여금 비소를 흡착하게 할 수 있다.The pollutant in this embodiment is arsenic (As) among heavy metals. Since arsenic has a property of being adsorbed to iron oxide, it can oxidize ferric ferric in the soil to ferric ferric, allowing iron oxide to adsorb arsenic.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치(10)는, 철탑(40a), 압축공기 제공부(40), 공기공급관(40c), 공기탱크(71), 농도감지부(20), 분석부(31), 컨트롤러(33), 공기분출부(50), 악취제거부(60), 산화용기체공급부(73), 관리자단말기(37)를 포함한다.As shown, the underground
철탑(40a)은, 오염된 불포화토양층이나 지하수층이 위치한 지점의 지상에 세워지는 구조체로서, 상단부에 압축공기 제공부(40)를 지지한다. 철탑(40a)의 최대 높이는 대략 5미터 내지 10미터 또는 그 이상일 수 있다. The
압축공기 제공부(40)는, 철탑(40a)의 상단부에 설치되며 상공을 흐르는 공기의 풍력에너지를 이용해 공기를 압축한다. 압축공기 제공부(40)는, 수직형윈드밀(41)과 압축공기발생기(43)로 구성된다. 공기를 압축하는 이유는, 압축공기를 지중으로 분사하여, 공기 중 산소가 지중의 2가철을 3가철로 산화시키게 하기 위함이다.The compressed
수직형윈드밀(41)은, 수직의 회전축(41a)과, 회전축(41a)에 장착된 다수의 날개(41b)로 구성된다. 날개(41b)는 풍력을 받아 회전하며 회전축(41a)을 축회전 시킨다. 회전축(41a)의 회전 토크는 압축공기 발생기(43)로 전달된다. 압축공기발생기(43)는 도 3 및 도 4의 구조를 갖는다.The
도 3은 도 2에 도시한 압축공기발생기(43)의 구조를 도시한 평단면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 압축공기발생기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.3 is a plan sectional view showing the structure of the
도시한 바와 같이, 압축공기발생기(43)는, 로터(44), 스테이터(46), 피스톤(47), 스프링(48), 제1체크밸브(49a), 제2체크밸브(49b)를 포함한다.As shown, the
로터(44)는, 회전판(44a)과 다수의 푸셔(44b)를 구비한다. 회전판(44)은, 회전축(41a)을 감싸며 회전축과 함께 회전하는 일정직경의 디스크형 부재이다. 회전판(44)의 회전중심축은 회전축(41a)의 회전중심축과 일치한다. 회전축(41a)의 축회전에 따른 회전토크가 회전판(44a)으로 전달됨은 물론이다.The
푸셔(44b)는, 회전판(44a)의 외주면에 등간격으로 고정된 부재로서, 회전판(44a)의 화살표 a방향 회전력을 회전판의 반지름 방향, 즉 화살표 c방향으로 출력한다. 이를 위해 푸셔(44b)의 단부에는 가압경사면(44c)이 형성되어 있다. 가압경사면(44c)은 회전판(44a) 외주면의 접선에 대해 일정 한 경사각(θ)을 이루는 평면이다. 상기 경사각(θ)은 40도 내지 60도 일 수 있다. 푸셔(44b)의 개수도 실시예에 따라 달라질 수 있다.The
스테이터(46)는, 로터(44)를 감싸는 일정 직경의 링형 부재이다. 스테이터(46)의 내주면은 회전판(44a) 외주면에 대해 일정간격을 이루며 회전판(44a)과의 사이에 워킹스페이스(45) 구역을 형성한다. 워킹스페이스(45)는 후술할 피스톤(47)이 푸셔(44b)와 만나는 공간이다.The
스테이터(46)의 내부에는, 다수의 행정공간(46a), 배기구(46c), 흡기구(46d)가 마련되어 있다. 행정공간(46a)은 푸셔(44b)와 일대일 대응하며, 로터(44) 방향으로 개방되고 내측에 걸림부(46b)가 형성되어 있는 구멍이다. 도 3에서는 푸셔(44b)가 8개 적용되어 있으므로 행정공간(46a)도 8개 이다.Inside the
배기구(46c)는, 행정공간(46a) 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기구멍이다. 이를테면, 피스톤(47)이 푸셔(44b)에 의해 눌려 화살표 d방향으로 밀려들어갈 때, 행정공간(46a) 내부의 공기가 빠지는 통로이다. 배기구(46c)에는 제1체크밸브(49a)가 장착된다. 제1체크밸브(49a)는 화살표 e방향으로 빠지는 공기를 통과시키지만, 외부의 공기가 행정공간(46a)으로 유입하는 것은 차단한다.The
흡기구(46d)는, 외부의 공기를 행정공간(46a) 내부로 유도하는 공기구멍이다. 흡기구(46d)에는 제2체크밸브(49b)가 설치된다. 제2체크밸브(49b)는 행정공간(46a) 내부의 공기가 외부로 빠지는 것을 차단하고, 행정공간 내부에 음압 형성 시 외부 공기가 행정공간 내부로 유입되게 작용한다.The
행정공간(46a)의 내부에는 피스톤(47)과 스프링(48)이 설치된다. 피스톤(47)은, 행정공간(46a) 내부에서 화살표 d방향이나 그 반대 방향으로 슬라이딩 이동 하는 부재이며 단부에 돌출턱(47b)을 갖는다. 돌출턱(47b)은 걸림부(46b)에 걸리는 부분이다. A
특히 돌출턱(47b)은 행정공간(46a)의 내벽면에 슬라이딩 이동 가능하게 면접한다. 돌출턱(47b)과 행정공간(46a) 내벽면은 밀폐되어 공기가 새어나가지 않는다. 마치 내연기관에서, 피스톤이 실린더 내벽면에 밀착한 상태로 슬라이딩 운동 하는 것과 마찬가지의 구조를 갖는 것이다. 따라서, 피스톤(47)이 도 4b의 화살표 d방향으로 눌릴 때, 행정공간(46a) 내부의 공기는 압축되며 배기구(46c)를 빠져나간다.In particular, the protruding jaw (47b) is slidably movable on the inner wall surface of the stroke space (46a). The
아울러 피스톤(47)의 단부에는 눌림경사면(47a)이 형성되어 있다. 눌림경사면(47a)은 가압경사면(44c)와 만나는 평면이다. 눌림경사면(47a)은 화살표 a 방향으로 이동하는 푸셔(44b)의 가압경사면(44c)에 의해 눌려 화살표 d방향으로 가압되는 부분이다.In addition, a pressing
스프링(48)은 압축코일 스프링으로서, 피스톤(47)을 도 4d 의 화살표 f방향으로 탄력 지지한다. 피스톤(47)은 스프링(48)의 작용에 의해 걸림부(46b)에 걸린 상태로 푸셔(44b)를 기다린다.The
상기 구성을 갖는 압축공기발생기(43)의 동작은 다음과 같이 이루어진다. The operation of the
수직형윈드밀(41)이 동작하여 회전축(41a)이 화살표 a방향으로 축회전하면, 푸셔(44b)가 회전축(41a)을 중심으로 공전(公轉)하면서, 워킹스페이스(45) 내부로 돌출되어 있는 피스톤(47)으로 접근한다.(도 4a 참조)When the
푸셔(44b)의 가압경사면(44c)이 피스톤(47)의 눌림경사면(47a)과 접한 상태로 계속 회전하면, 도 4b 및 4c에 도시한 바와 같이, 눌림경사면(47a)이 가압경사면(44c)에 의해 화살표 d방향으로 눌린다. 즉 피스톤(47)이 스프링(48)을 압축하며 행정공간(46a) 내부로 압입되는 것이다. 이 때 행정공간(46a) 내부의 공기는 압축되며 제1체크밸브(49a)을 통과해 공기공급관(40c)으로 배출된다.If the pressing
마침내 푸셔(44b)가 피스톤(47)을 완전히 통과하면, 피스톤(47)이 스프링(48)의 작용에 의해 도 4d의 화살표 f방향으로 이동하여 워킹스페이스(45)로 돌출되고, 뒤따르는 푸셔(44b)를 기다린다. 이 과정에서 제2체크밸브(49b)가 개방되어, 외부 공기가 흡기구(46d)를 화살표 h방향으로 통과해 행정공간(46a)에 채워진다. Finally, when the
상기 과정이 반복됨에 따라 압축공기발생기(43)에서 생산된 압축공기는, 공기공급관(40c)을 통과해 공기탱크(71)에 모여 일단 저장된다. 공기공급관(40c)은 압축공기발생기(43)와 공기탱크(71)을 연결하는 파이프이다.As the above process is repeated, the compressed air produced by the
다시 도 2를 참조하면, 지상에, 공기탱크(71), 산화용기체공급부(73), 컨트롤러(33), 분석부(31)가 설치되어 있음을 알 수 있다.Referring back to FIG. 2 , it can be seen that an
공기탱크(71)는 압축공기를 저장하는 압력용기로서, 압입파이프(72)를 통해 공기분출부(50)와 연결된다. 공기분출부(50)는, 압입파이프(72)를 통과한 압축공기를 받아 하부로 유도함과 동시에 반지름 방향으로 분출한다.The
또한 산화용기체공급부(73)는 산화용기체를 수용하는 밀폐용기를 가지며, 공기탱크(71)로 산화용기체를 공급한다. 산화용기체는 공기와 혼합된 상태로 공기분출부(50)로 공급된다. 해당 지역의 오염 정도나 오염물질의 종류에 따라 산화용기체를 사용하지 않을 수도 있다. 상기 산화용기체에는, 토양내 악취를 제거하는 이산화 염소가스가 포함될 수 있다.In addition, the oxidation
공기분출부(50)는 철탑(40a) 주변의 지면에 박혀 고정되고, 공기탱크로부터 전달받은 공기를 주변으로 분출한다. 주변으로 분출되는 공기는 토양내에 포함되어 있는 2가철을 3가철로 산화시켜, 산화철이 비소를 흡착하게 한다.The
공기분출부(50)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 다수의 단위다공튜브(51)를 조립하여 구성된다.As shown in FIG. 5 , the
도 5는 도 2의 공기분출부(50)의 구조를 도시한 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view illustrating the structure of the
도시한 바와 같이, 공기분출부(50)는 다수의 단위다공튜브(51)로 구성된다. 단위다공튜브(51)는 상하단부가 개방되며 외주면이 테이퍼진 중공파이프형 부재이다. 또한 단위다공튜브(51)의 주연부에는 공기분출구멍(51f)이 형성되어 있다. 공기분출구멍(51f)은 단위다공튜브(51) 내부의 수직통로(51b)로 유입된 공기를 반지름 방향으로 통과시키는 통로이다.As shown, the
또한 각 단위다공튜브(51)의 상단부에는 암나사부(51c)가, 하단부에는 수나사부(51d)가 형성되어 있다. 최하단 단위다공튜브(51)에는 수나사부가 없고 하부로 뾰족한 구조를 갖는다.In addition, a female threaded
각 단위다공튜브의 암나사부(51c)에 위쪽 단위다공튜브의 수나사부(51d)를 나사 결합함으로써 하나의 공기분출부(50)가 구축된다. 공기분출부(50)의 길이는 단위다공튜브(51)의 적용 개수를 조절하여 변경 가능하다. 단위다공튜브(51)의 적용 개수를 늘릴수록 공기분출부(50)를 보다 깊게 도달시킬 수 있다.One
또한, 공기분출부(50) 상단부의 외경은 하단부의 외경보다 크다. 그리고, 각 단위다공튜브 외주면의 테이퍼 각도는 일정하다. 따라서, 공기분출부(50)는 하부가 뾰족한 뿔의 형태를 취한다. 공기분출부(50)가 뾰족한 형상을 취하므로, 시공 시, 지면에 박아 설치하거나, 지중으로부터 상부로 뽑아 올리는 것이 한결 용이하다.In addition, the outer diameter of the upper end of the
공기탱크(71)로부터 압입파이프(72)를 통해 공급되는 공기는, 각 공기분출부(50) 내부의 수직통로(51b)를 하향 유동하면서 공기분출구멍(51f)을 통해 반지름 방향으로 분출한다. 분출된 공기는 주변의 2가철을 3가철로 산화시키는 작용을 한다. 3가철이 주변의 비소를 흡착함은 위에 언급한 바와 같다.Air supplied from the
한편, 농도감지부(20)는 오염지역의 지중에 박혀 고정된 상태로, 오염물질의 농도를 감지하고 감지한 내용을 별도의 통신망을 통해 외부로 전달한다. On the other hand, the
농도감지부(20)는 도 6에 도시한 구조를 갖는다. 도 6에 도시한 바와 같이, 농도감지부(20)는, 센서내장튜브(21), 센서(23), 상단케이스(25), 발신부(27), 배터리(26)을 포함한다.The
센서내장튜브(21)는 일정내경을 갖는 중공파이프형 부재로서, 지중에 박혀 고정되고, 상단부는 지면(G)의 상부로 돌출된다. 센서내장튜브(21)에는 다수의 관통구(21a)가 마련되어 있다. 관통구(21a)는 센서내장튜브(21)의 내부 공간을 외부로 개방하는 구멍이다. 센서(23)는 중금속을 감지하는 중금속센서이며, 센서내장튜브(21)에 내장되되 관통구(21a)를 통해 센서내장튜브의 외측으로 개방된다.The sensor-embedded
상단케이스(25)는 센서내장튜브(21)의 상단부에 고정되는 밀폐 하우징으로서, 발신부(27)와 배터리(26)를 내장한다. 발신부(27)는 신호전달선(23a)을 통해 각 센서(23)와 유선 접속된다. 발신부(27)는 센서(23)가 감지한 감지정보를 전달받아 네트워크 통신망을 통해 관리자단말기(37)와 분석부(31)로 무선 전송한다. 분석부(31)는 센서의 정보를 분석하여 중금속의 농도나 종류를 판단하고 판단 결과를 컨트롤러(33)로 전달한다. The
네트워크 통신망은 인터넷통신망을 포함하며 관리자에게 오픈되어 있다. 관리자는 비밀번호와 패스워드 입력을 통해 네트워크 통신망에 접속하여 감지부의 감지내용을 실시간 보고 받을 수 있다. 관리자단말기는 관리자가 휴대하는 스마트폰이나 노트북 또는 관제실 내의 컴퓨터 일 수 있다. 관리자는 관리자단말기를 통해 지중의 오염 상태를 항상 체크할 수 있다. The network communication network includes the Internet communication network and is open to administrators. The administrator can access the network communication network by inputting a password and password to receive real-time reports on the detection contents of the sensing unit. The manager terminal may be a smart phone or laptop carried by the manager or a computer in the control room. The manager can always check the contamination status of the underground through the manager terminal.
배터리(26)는 충전형 배터리로서, 센서(23)와 발신부(27)가 필요로 하는 전력을 제공한다.The
분석부(31)는 일반적인 공해물질 분석장비로서 발신부(27)와 무선 접속하는 통신모듈(78)을 갖는다. 발신부(27)에서 발신된 무선 신호는 통신모듈(78)을 거쳐 분석부(31)로 전달된다.The
컨트롤러(33)는, 분석부(31)와 접속되며 압축공기 제공부(40)를 제어할 수 있다. 아울러 공기공급관(40c)과 압입파이프(72)에 구비되는 밸브(도면부호 없음)의 개폐 정도도 컨트롤러(33)에 의해 제어된다.The
악취제거부(60)는, 공기분출부(50)에 대해 이격 배치되며, 공기분출부에서 분출된 공기 중 일부를 흡기하여 정화 처리한 후 대기로 배출하는 역할을 한다.The
도 7은 도 2의 악취제거부(60)의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.7 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the
도시한 바와 같이, 악취제거부(60)는, 흡기관(61), 밀폐챔버(63), 악취필터(64), 소독제공급부(65), 배기팬(67)을 구비한다.As shown, the
흡기관(61)은 하단부가 막힌 중공형 파이프로서 지중에 박혀 고정된다. 흡기관(61) 내부의 수직공간(61b)은 관통슬릿(61d)을 통해 외측으로 개방된다. 수직공간(61b)의 내부 압력은 배기팬(67)의 작동 시 하강하며 대기압보다 낮게 유지된다. 따라서 공기분출부(50)로부터 배출된 공기의 일부는 토양 내 공극을 통과해 관통슬릿(61d)을 거쳐 수직공간(61b)으로 유입한다.The
밀폐챔버(63)는, 흡기관(61)의 상단부에 연통 결합하고 외부에 대해 밀폐된 처리공간(63a)을 제공한다. 밀폐챔버(63)는 지면(G)에 지지된다. The
또한, 밀폐챔버(63)의 내부에는 악취필터(64)가 설치된다. 악취필터(64)는 흡기관(61)의 수직공간(61b)을 따라 상향 유동하는 공기를 통과시키며 공기 중의 악취를 제거한다. 공기 중의 먼지나 모래 등의 이물질도 필터링됨은 물론이다.In addition, an
소독제공급부(65)는 악취필터(64)를 소독하는 역할을 담당한다. 가령 악취필터(64)에 소독액을 분무함으로써 악취필터(64)에 바이러스 등이 서식하지 못하게 하는 것이다. 소독제의 종류는 바이러스를 살균할 수 있는 일반적인 소독액을 사용한다. The
배기팬(67)은, 처리공간(63a) 내부에서 악취필터를 통과한 공기를 대기로 배출한다. 공기를 뽑아 대기로 배출할 수 있는 한 배기팬의 종류는 다양하게 적용 가능하다.The
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail through specific embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those of ordinary skill within the scope of the technical spirit of the present invention.
10:처리장치 20:농도감지부 21:센서내장튜브
21a:관통구 23:센서 23a:신호전달선
25:상단케이스 26:배터리 27:발신부
31:분석부 33:컨트롤러 37:관리자단말기
40:압축공기제공부 40a:철탑 40c:공기공급관
41:수직형윈드밀 41a:회전축 41b:날개
43:압축공기발생기 44:로터 44a:회전판
44b:푸셔 44c:가압경사면 45:워킹스페이스
46:스테이터 46a:행정공간 46b:걸림부
46c:배기구 46d:흡기구 47:피스톤
47a:눌림경사면 47b:돌출턱 48:스프링
49a:제1체크밸브 49b:제2체크밸브 50:공기분출부
51:단위다공튜브 51b:수직통로 51c:암나사부
51d:수나사부 51f:공기분출구멍 60:악취제거부
61:흡기관 61b:수직공간 61d:관통슬릿
63:밀폐챔버 63a:처리공간 64:악취필터
65:소독제공급 67:배기팬 71:공기탱크
72:압입파이프 73:산화용기체공급부 78:통신모듈10: processing device 20: concentration sensing unit 21: sensor built-in tube
21a: through hole 23:
25: upper case 26: battery 27: transmitter
31: analysis unit 33: controller 37: manager terminal
40: compressed
41:
43: compressed air generator 44:
44b:
46:
46c:
47a: pressing
49a:
51: unit
51d:
61:
63: sealed
65: disinfectant supply 67: exhaust fan 71: air tank
72: press-fit pipe 73: oxidation vessel gas supply unit 78: communication module
Claims (4)
상기 철탑의 상부에 위치하며 풍력에너지를 이용해 공기를 압축하고, 압축된 공기를 공급하는 압축공기 제공부와;
상기 압축공기제공부의 압축공기를 유도하여 필요처로 전달하는 공기공급관과;
상기 공기공급관을 통해 공급된 압축공기를 저장하는 공기탱크와;
상기 철탑 주변의 지면에 박혀 고정된 상태로 지중 오염물질의 농도를 감지하고, 감지한 내용을 외부로 전송하는 농도감지부와;
상기 농도감지부와 접속되며 농도감지부로부터 농도 정보를 전달받아 분석하는 분석부와;
상기 분석부와 접속되며 압축공기 제공부를 제어하는 컨트롤러와;
상기 철탑 주변의 지면에 박혀 고정되고, 상기 공기탱크로부터 공기를 전달받아 주변으로 분출하는 공기분출부와;
상기 공기분출부에 대해 이격 배치되며, 공기분출부에서 분출된 공기 중 일부를 흡기하여 정화 처리한 후 대기로 배출하는 악취제거부를 구비하는,
풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치.an iron tower installed on the ground in an area contaminated with soil and groundwater;
a compressed air providing unit located above the pylon, compressing air using wind energy, and supplying the compressed air;
an air supply pipe for guiding the compressed air of the compressed air supply unit and delivering it to a required place;
an air tank for storing compressed air supplied through the air supply pipe;
a concentration detecting unit that detects the concentration of underground pollutants in a fixed state and is embedded in the ground around the pylon, and transmits the detected contents to the outside;
an analysis unit connected to the concentration sensing unit and receiving and analyzing the density information from the density sensing unit;
a controller connected to the analysis unit and controlling the compressed air supply unit;
an air ejection unit fixed to the ground around the pylon, receiving air from the air tank and ejecting it to the surroundings;
and a odor removal unit disposed to be spaced apart from the air blowing unit, and purifying and discharging a portion of the air blown out from the air blowing unit to the atmosphere,
A device for treating underground pollutants using wind energy.
상기 압축공기제공부는;
철탑 상공을 흐르는 공기의 풍력에너지를 받아 회전하며 회전축을 통해 회전토크를 출력하는 수직형윈드밀과,
상기 회전축을 감싸며 회전축과 함께 회전하는 일정직경의 디스크형 회전판, 상기 회전판의 외주면에 등간격으로 고정되며 회전판의 회전력을 회전판의 반지름 방향으로 출력하는 다수의 푸셔를 갖는 로터와,
상기 로터를 감싸는 링의 형태를 취하며 상기 회전판의 외주면에 대해 일정 간격을 이루는 내주면을 가지고, 상기 푸셔와 일대일 대응하며 로터 방향으로 개방되고 내측에 걸림부가 형성되어 있는 행정공간, 외부의 공기를 행정공간 내부로 유도하는 흡기구, 행정공간 내부의 공기를 외부로 유도하는 배기구가 형성되어 있는 스테이터와,
상기 행정공간에 설치되되 회전판에 대해 진퇴운동 가능하고 상기 걸림부에 걸리는 돌출턱을 가지며, 행정공간 외부로 돌출된 상태로 회전하는 푸셔에 눌려 행정공간 내부로 압입되면서 행정공간 내부의 공기를 상기 배기구를 통해 외부로 배출하는 피스톤과,
상기 행정공간 내부에서 피스톤을 회전판측으로 탄성 지지하는 스프링과,
상기 배기구에 장착된 상태로, 행정공간 내부의 공기를 외부로 통과시키고, 외부공기가 행정공간으로 유입하는 것을 차단하는 제1체크밸브와,
상기 흡기구에 설치되며 행정공간 내부의 공기가 외부로 빠지는 것을 차단하고, 행정공간 내부에 음압 형성 시 외부 공기가 행정공간 내부로 유입되게 하는 제2체크밸브를 포함하는,
풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치.The method of claim 1,
The compressed air supply unit;
A vertical windmill that rotates by receiving wind energy from the air flowing over the pylon and outputs rotational torque through a rotating shaft;
A disk-type rotating plate of a certain diameter that surrounds the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft, a rotor having a plurality of pushers fixed at equal intervals on the outer circumferential surface of the rotating plate and outputting the rotational force of the rotating plate in the radial direction of the rotating plate;
It takes the form of a ring surrounding the rotor and has an inner circumferential surface forming a predetermined interval with respect to the outer circumferential surface of the rotating plate, corresponds to the pusher one-to-one, is open in the rotor direction, and is a stroke space in which a locking part is formed on the inside, external air is stroked A stator having an intake port leading to the inside of the space and an exhaust port leading to the outside of the stroke space;
It is installed in the administrative space and is capable of moving forward and backward with respect to the rotating plate and has a protruding jaw caught by the locking part, is pressed by a rotating pusher in a state that protrudes out of the administrative space, and is pressed into the administrative space while discharging the air inside the administrative space to the exhaust port A piston that discharges to the outside through
a spring for elastically supporting the piston toward the rotating plate in the stroke space;
A first check valve that passes air in the stroke space to the outside while being mounted on the exhaust port and blocks the inflow of external air into the stroke space;
It is installed in the intake port and blocks the air inside the stroke space from escaping to the outside, and includes a second check valve that allows outside air to flow into the stroke space when a negative pressure is formed inside the stroke space,
A device for treating underground pollutants using wind energy.
상기 공기분출부가;
테이퍼진 중공파이프의 형태를 취하며 다수의 공기분출구멍을 가지고, 길이방향으로 조립되는 다수의 단위타공튜브로 이루어진,
풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치.The method of claim 1,
the air blowing unit;
It takes the form of a tapered hollow pipe, has a number of air ejection holes, and consists of a number of unit perforated tubes assembled in the longitudinal direction,
A device for treating underground pollutants using wind energy.
상기 악취제거부는;
관통슬릿을 통해 측방향으로 개방되며 지중에 박혀 고정되는 흡기관, 상기 흡기관의 상단부에 연통 결합하고 밀폐된 처리공간을 제공하는 밀폐챔버, 상기 밀폐챔버 내에 설치되고 흡기관을 통해 상향 이동하는 공기를 통과시키며 악취를 제거하는 악취필터, 상기 밀폐챔버의 처리공간 내부로 소독제를 공급하여 악취필터를 소독하는 소독제공급부, 상기 처리공간 내부에서 악취필터를 통과한 공기를 배기하는 배기팬을 포함하고,
상기 농도감지부는;
일정내경을 가지며 지중에 박혀 고정되는 센서내장튜브, 상기 센서내장튜브에 설치되고 주변의 오염물직의 농도를 감지하는 센서, 상기 센서내장튜브의 상단부에 고정되는 상단케이스, 상기 상단케이스 내에 설치되고 센서로부터 전달된 정보를 상기 분석부로 전달하는 발신부, 센서 및 발신부에 전력을 공급하는 배터리를 구비하는,
풍력에너지를 이용한 지중 오염물질 처리장치.The method of claim 1,
the odor removal unit;
An intake pipe that is opened laterally through a through slit and fixed in the ground, a sealed chamber that communicates with the upper end of the intake pipe and provides a sealed processing space, air installed in the sealed chamber and moving upward through the intake pipe An odor filter that passes through and removes odor, a disinfectant supply unit that sterilizes the odor filter by supplying a disinfectant into the processing space of the sealed chamber, and an exhaust fan that exhausts the air that has passed through the odor filter inside the processing space,
The concentration sensing unit;
A sensor built-in tube having a certain inner diameter and fixed in the ground, a sensor installed in the sensor built-in tube and sensing the concentration of a surrounding contaminant, an upper case fixed to the upper end of the sensor built-in tube, a sensor installed in the upper case A battery for supplying power to a transmitter, a sensor, and a transmitter for transmitting the information transmitted from the analysis unit to the analysis unit,
A device for treating underground pollutants using wind energy.
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