KR100801679B1 - 하수도용 진공식 저류조 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수 및 통합하수 저류조(이하 저류조라 칭함)에 침전된 침전물의 처리를 쉽게 함으로서 저류조의 유지 관리를 편리하고 안전하게 하기 위한 하수도용 진공식 저류조 세척장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 우수(하수)관거로부터의 우수를 저류하는 원형저류수조의 중앙에 세척수조를 세우고 그 세척수조와 원형저류수조 사이에 사이펀 유로를 형성한 상태에서, 세척수조에 진공을 가함으로서 사이펀 유로를 통하여 원형저류수조 내의 저류수를 빨아 들여 저장하고, 진공을 해지함으로서 세척수조 내의 세척수가 사이펀 유로를 통해 급격히 빠져 나와 댐 브레이킹 효과(dam breaking effect)에 의해 원형저류수조의 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

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

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

도2는 본 발명에 따른 저류조 세척장치를 나타낸 단면도,

도3은 도2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도4a∼도4c는 도2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도 및 그의 변형예들을 나타낸 도면,

도5는 도2에서 표시A 부분을 나타낸 부분 확대도,

도6은 도5의 변형예를 나타낸 도면,

도7a∼도7e는 본 발명에 따른 저류조 세척장치의 작동 원리를 순차로 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:저류조 몸체 11:입수관

13:원형저류수조 13a:바닥

15:집수홈 17:배수수단

17a:펌프 17b:배수관

21:세척수조 21a:수용공간

21b:구멍 25:환형홈

25b:경사면 27:웨어

30:바이패스관 101∼105:센서

200:진공수단 S:사이펀 유로

본 발명은 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 보다 신속하고 깨끗하게 세척 처리하기 위한 하수도용 진공식 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 잡 고 물을 살수함으로서 침전물을 수세 처리하는 방식 등으로 저류조의 침전물을 처리함으로서 저류조를 유지 관리하는데 매우 번거로웠다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저류조에 침전된 침전물의 수세 처리를 자동화하고, 특히 원형의 저류조의 중앙에 설치한 사이펀유로에 의하여, 바닥의 침전물을 신속한 시간 내에 깨끗하게 처리하여, 저류조의 유지 관리에 편리성을 갖게 한 하수도용 진공식 저류조 세척장치를 제공하는데 있다.

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

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일 벽면에 설치되는 입수관을 통하여 유입되는 하수를 저류하며 바닥은 경사지게 형성되고, 그 바닥의 가장자리에는 침전물을 수세한 세척수를 집수하기 위한 집수홈을 원주를 따라 형성하되, 상기 집수홈의 바닥은 배수수단을 향하여 경사지게 형성하고, 내부에는 일정 수위를 초과하는 하수를 월류하여 외부로 배수하기 위한 바이패스관이 설치되어 있는 원형저류수조와, 내부에 수용공간을 갖고 상기 원형저류수조의 바닥 중앙으로부터 원기둥 모양으로 입설되며 그 하부에 원주를 따라 다수개로 형성되는 구멍들을 통하여 상기 원형저류수조 내의 하수로부터 세척수를 얻어 상기 수용공간에 저장하기 위한 세척수조로 이루어진 저류조몸체; 상기 세척 수조의 상기 구멍들을 감싸게 상기 원형저류수조의 바닥에 형성됨과 아울러 상기 구멍들을 통하여 배출되는 세척수를 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 원형저류수조의 바닥을 흘러내리도록 하며, 상기 원형저류수조의 바닥에 상기 구멍들을 감싸게 형성되고 일 측에 경사면을 갖는 환형홈이 형성된 사이펀(siphon)유로; 상기 세척수조의 상부에 설치되어 수위를 감지하는 감센서들과 전기적으로 연결되며, 상기 센서들의 신호에 따라 상기 세척수조 내의 공기를 소개(疎開)함으로서 상기 구멍들과 사이펀 유로를 통하여 상기 원형저류수조 내의 하수를 상기 세척수조 내로 빨아들이고, 상기 세척수조를 진공상태로 유지함으로서 그 빨아들인 세척수를 저장하며, 상기 원형저류수조 내의 하수가 방류되었을 시 상기 세척수조의 진공상태를 해지함으로서 그 저장된 세척수를 상기 구멍들과 사이펀 유로를 통하여 상기 원형저류수조의 바닥으로 방류하여 그 바닥에 침전된 침전물을 수세하도록 한 진공수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

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

도1은 본 발명에 따른 저류조 세척장치의 설치 위치를 일예로 나타낸 도면, 도2는 본 발명에 따른 저류조 세척장치를 나타낸 단면도, 도3은 도2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도4a∼도4c는 도2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도 및 그의 변형예들을 나타낸 도면, 도5는 도2에서 표시A 부분을 나타낸 부분 확대도, 도6은 도5의 변형예를 나타낸 도면, 도7a∼도7e는 본 발명에 따른 저류조 세척장치의 작동 원리를 순차로 나타낸 도면들이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 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, 가장자리로 갈수록 경사진 바닥(13a)을 갖는 원형저류수조(13)을 구비한다. 상기 입수관(11)은 상기 원형저류수조(13)에 저류된 하수가 역류하지 않도록 벽체의 상측에 설치됨이 바람직한데, 도면과 같이 상기 원형저류수조(13)가 천장 벽체를 갖는 폐쇄형일 경우에 는 그 천장 벽체에 설치될 수 있다. 상기 원형저류수조(13)는 원기둥 모양으로 지중에 매설되고, 그 상면은 개방되거나 폐쇄될 수 있다.

상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)의 가장자리에는 집수홈(15)이 원주를 따라 요입 형성되어 있다. 상기 집수홈(15)은 하수가 상기 원형저류수조(13)에 저류하고 있는 동안 상기 바닥(13a)에 침전된 침전물(sludge)을 수세한 세척수를 집수한다. 상기 집수홈(15)에 집수된 침전물을 함유하는 세척수는 상기 집수홈(15)의 내부에 위치하는 펌프(17a)와 그 펌프(17a)로부터 상기 원형저류수조(13)의 외부에 까지 수직으로 길게 설치되는 배수관(17b)으로 이루어진 배수수단(17)에 의해서 외부로 배출된다. 상기 배수관(17b)으로부터 배출되는 침전물을 함유하는 세척수는 하수처리장으로 흘러 들어가 정화 처리된다. 침전물을 함유하는 세척수가 상기 배수수단(17)이 위치하는 장소로 원활하게 모이도록, 상기 집수홈(15)의 바닥은 상기 배수수단(17)의 설치 장소와 대응하는 지점으로부터 좌우로 상기 배수수단(17)의 설치 장소를 향하여 경사지게 형성됨이 바람직하다(도3 참조). 또한 상기 집수홈(15)에 모인 세척수가 상기 바닥(13a)으로 넘치지 않도록, 상기 집수홈(15)의 체적은 상기 세척수조(21)의 체적보다 더 크게 형성됨이 바람직하다.

상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)에 침전된 침전물은 상기 원형저류수조(13)의 중앙에 입설(立設)되는 세척수조(21)에 저장되는 세척수로 수세된다. 상기 세척수조(21)는 내부에 수용공간(21a)을 갖고 상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a) 중앙으로부터 원기둥 모양으로 입설되며, 그 하부에 원주를 따라 다수개로 형성되는 구멍들(21b)을 통하여 상기 원형저류수조(13) 내의 하수로부터 세척수를 얻어 상기 수용공간(21a)에 저장한 후에, 그 저장된 세척수를 상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)으로 방류함으로서 그 바닥(13a)에 침전된 침전물을 수세한다. 도4a∼도4c에 도시된 바와 같이 상기 구멍들(21b)의 개수는 필요에 따라 증감되며, 그에 따라 구멍들(21b)의 좌우 폭도 달라진다.

이때 사이펀(siphon) 유로(S)가 세척수가 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 바닥(13a)을 흘러 내릴 수 있도록 하여 침전물을 말끔하게 수세하게 한다. 즉 도5에 도시된 바와 같이, 상기 사이펀 유로(S)는 상기 세척수조(21)의 바닥이 상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)보다 낮을 시 상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)에 상기 구멍들(21b)을 감싸는 일측(상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)을 등지는 면)에 경사면(25a)을 갖는 환형홈(25)을 형성함으로서, 또는 도6에 도시된 바와 같이 상기 세척수조(21)의 바닥과 상기 원형저류수조(13)의 경사바닥(13a)이 동일면일 시 상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)에 상기 구멍들(21b)을 감싸는 웨어(27)를 돌출 형성함으로서 중 어느하나의 형태로 형성되어, 상기 세척수조(21)의 세척수가 쏟아져 내릴 때에 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 바닥(13a)을 흘러 내리도록 함으로서 침전물을 남김없이 쓸고 나가 깨끗하게 수세하게 한다.

또한, 상기 원형저류수조(13)에는 바이패스관(30)이 설치되어 있다. 상기 바이패스관(30)은 상기 세척수조(21)의 외주연으로부터 상기 원형저류수조(13)의 벽체를 관통하여 설치된다. 이러한 상기 바이패스관(30)은 일정 수위를 초과하는 하수를 월류하여 외부로 바이패스함으로서 상기 원형저류수조(13)의 수위를 일정하게 유지하게 한다.

한편, 본 발명에 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 원형저류수조(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 구멍(21b)와 사이펀 유로(S)를 통해 상기 원형저류수조(13)에 저류된 하수를 상기 세척수조(21)로 빨아들이고, 상기 세척수조(21)를 진공상태로 유지함으로서 그 빨아들인 세척수를 저장하며, 상기 원형저류수조(13) 내의 하수가 전부 방류되었을 시 상기 세척수조(21)의 진공상태를 해지함으로서 그 저장된 세척수를 상기 구멍들(21b)과 사이펀 유로(S)을 통하여 상기 원형저류수조(13)로 방류하여 상기 바닥(13a)에 침전된 침전물을 수세하게 한다. 상기 진공수단(200)은 제어패널로 제어되는 진공펌프와 밸브로 이루어진 진공부여수단(201)과 역시 밸브들로 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 다양한 수정 및 변경이 가능 하기 때문에 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 세척수조(21)의 체적(㎥)은 상기 원형저류수조(13)의 직경(m)에 결정된다. 통상 진공펌프는 물을 9m까지 빨아 올릴 수 있는 능력을 갖고 있음을 밝혀둔다. 상기 제3센서(105)는 수위가 적정 최대 높이에 다달았을 때에 작동하도록 상기 세척수조(21)에 설치된다. 기계설비인 상기 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 상기 진공수단(200)이 센서들(101∼105)에 의해서 자동으로 작동하면서 상기 원형저류수조(13)의 바닥(13a)에 침전된 침전물을 수세하기 때문에 그 유지 관리가 용이하다. 또한 침전물의 세척수를 상기 원형저류수조(13)에 저류된 하수를 그대로 사용함으로서 별도로 마련함으로서 발생할 수 있는 비용의 지출을 없게 한다.

이와 같은 구조의 본 발명에 따른 저류조 세척장치의 작동원리는 다음과 같다.

도7a에 도시된 바와 같이, 상기 원형저류수조(13)에 상기 입수관(11)을 통하여 평소의 하수가 유입되고, 그 유입된 하수가 저류됨이 없이 그대로 상기 배수수단(17)에 의해서 외부로 배수되는 상태로부터 시작된다.

도7b에 도시된 바와 같이 상기 상태에서, 상류측에 폭우 등으로 인하여 상기 원형저류수조(13)에 유입되는 하수가 과다하면 즉, 상기 배수수단(17)의 배수 능력을 초과하는 하수가 유입되면, 상기 원형저류수조(13)에는 하수가 저류되는데, 그 수위가 일정 수위에 다달았음을 상기 제1센서(101)가 감지하여 그 신호를 상기 진 공수단(200)에 전송하면, 도7c에 도시된 바와 같이 상기 진공수단(200)이 작동하여 상기 세척수조(21) 내의 공기를 소개한다. 그러면 빨대를 입으로 빨면 액체가 빨려 올라오듯이 상기 세척수조(21)에는 상기 원형저류수조(13) 내의 하수가 상기 구멍들(21b)과 사이펀 유로(S)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.

도7c 및 도7d에 도시된 바와 같이, 상기 세척수조(21)에 세척수가 저장되어 있는 동안, 하수의 과다 유입으로 그 수위가 상기 바이스패스관(30)을 초과하면, 그 초과된 하수는 상기 바이패스관(30)을 통하여 하천 등으로 자연 방류된다. 하수와 함께 유입된 각종 오염물질은 하수가 저류하고 있는 동안 상기 바닥(13a)으로 침전된다.

도7e에 도시된 바와 같이, 이후 상류측에 폭우 등이 멈춰 상기 원형저류수조(13)로 유입되는 하수량이 감소하거나 없으면, 상기 원형저류수조(13) 내의 수위는 갈수록 감소할 것이고, 상기 집수홈(15)에도 고여 있는 하수가 없음을 상기 제2센서(103)가 감지하여 그 신호를 상기 진공수단(200)으로 전송하면, 상기 진공수단(200)은 상기 세척수조(21)에 걸어놓은 진공상태를 해지함으로서 상기 세척수조(21)에 저장된 세척수를 상기 구멍들(21b)과 사이펀 유로(S)을 통하여 방류하는데, 갑자기 외기를 상기 세척수조(21)로 들여보내 거대한 물기둥을 형성하고 있는 세척수가 일거에 무너져 쏟아져 내리도록 진공상태를 해지함으로서, 상기 사이펀 유로(S)을 통과한 세척수가 마치 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 바닥(13a)을 흘러 내리도록 하여 상기 바닥(13a)에 침전된 침전물을 모조리 쓸어감으로서 수세한다. 이와 같이 상기 바닥(13a)으로부터 수세된 침전물은 세척수와 함께 상기 집수홈(15)에 고인 후 상기 배수수단(17)을 통하여 하수처리장으로 흘러 들어간다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 저류조에 침전된 침전물의 수세 처리를 자동화함으로서 저류조의 유지 관리를 편리하게 함과 아울러 수두차를 이용하여 저류조에 침전된 침전물을 수세하되 큰 체적의 세척수를, 중앙에 배치한 사이펀 유로를 통해서 갑자기 방류하여 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 저류조의 바닥을 흘러 내리도록 함으로서, 기존의 일 측에 배치한 것에 비하여, 바닥의 침전물을 보다 신속하게 깨끗하게 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 일벽면에 설치되는 입수관을 통하여 유입되는 하수를 저류하며 바닥은 경사지게 형성되고, 그 바닥의 가장자리에는 침전물을 수세한 세척수를 집수하기 위한 집수홈을 원주를 따라 형성하되, 상기 집수홈의 바닥은 배수수단을 향하여 경사지게 형성하고, 내부에는 일정 수위를 초과하는 하수를 월류하여 외부로 배수하기 위한 바이패스관이 설치되어 있는 원형저류수조와, 내부에 수용공간을 갖고 상기 원형저류수조의 바닥 중앙으로부터 원기둥 모양으로 입설되며 그 하부에 원주를 따라 다수개로 형성되는 구멍들을 통하여 상기 원형저류수조 내의 하수로부터 세척수를 얻어 상기 수용공간에 저장하기 위한 세척수조로 이루어진 저류조몸체;

   상기 세척 수조의 상기 구멍들을 감싸게 상기 원형저류수조의 바닥에 형성됨과 아울러 상기 구멍들을 통하여 배출되는 세척수를 파도처럼 밀려나와 쇄도하는 모습으로 상기 원형저류수조의 바닥을 흘러내리도록 하며, 상기 원형저류수조의 바닥에 상기 구멍들을 감싸게 형성되고 일 측에 경사면을 갖는 환형홈이 형성된 사이펀(siphon)유로; 및

   상기 세척수조의 상부에 설치되어 수위를 감지하는 감센서들과 전기적으로 연결되며, 상기 센서들의 신호에 따라 상기 세척수조 내의 공기를 소개(疎開)함으로서 상기 구멍들과 사이펀 유로를 통하여 상기 원형저류수조 내의 하수를 상기 세척수조 내로 빨아들이고, 상기 세척수조를 진공상태로 유지함으로서 그 빨아들인 세척수를 저장하며, 상기 원형저류수조 내의 하수가 방류되었을 시 상기 세척수조의 진공상태를 해지함으로서 그 저장된 세척수를 상기 구멍들과 사이펀 유로를 통하여 상기 원형저류수조의 바닥으로 방류하여 그 바닥에 침전된 침전물을 수세하도록 한 진공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수도용 진공식 저류조 세척장치.
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