KR101208992B1 - 침사물 세척장치와 이를 포함하는 침사물 처리시스템 - Google Patents

Abstract

침사물 세척장치가 개시된다. 침사물 세척장치는, 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱과; 시작단과 상기 종료단 사이에서 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부와; 종료단 부근에서 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 마련되어, 침사물을 배출시킴과 동시에 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부와; 침사물을 이송시키는 방향으로 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐과; 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함한다.

Description

침사물 세척장치와 이를 포함하는 침사물 처리시스템{SINK SAND CLEANING EQUIPMENTS AND SINK SAND TREATING SYSTEM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 침사물 세척장치와 이를 포함하는 침사물 처리시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 침사지로부터 인양된 침사물을 효율적으로 세척하고, 침사물로부터 물과 모래를 효과적으로 분리하도록 구성된 침사물 처리시스템에 관한 것이다.

콘크리트 구조물이 대부분을 이루는 수로형 하수처리장이 공지되어 있으며, 한국의 경우, 이러한 하수처리장의 설치 실적이 가장 높다. 또한 하수처리장의 전처리 시스템 중 하나로서, 침사지(또는, 침사조)로부터 인양된 침사물을 처리하는 시스템, 즉, 침사물 처리시스템이 있다. 하수처리장으로 유입되는 유입수는 각종 협잡물이 포함된 뻘, 모래 등 다양한 이물질을 포함하며, 이러한 이물질이 침사지에 퇴적하여 침사물이 되며, 이러한 침사물은 후속공정 설비의 부하를 증가 시키며 2차 환경오염의 원인이 되므로 제거 또는 처리해야할 필요가 있다. 그러나 침사물은 모래와 뻘 그리고 각종 유기물 등으로 뭉쳐져 있어 그 처리가 쉽지 않다.

종래의 침사물 처리 시스템으로, 침사물 이송 컨베이어 장치와 침사물 세척장치를 포함하는 것이 알려져 있다.

침사물 이송 컨베이어 장치는 사각 단면의 케이싱과, 더블 체인 플라이트식(double chain flight type) 침사물 이송 컨베이어와, 플라이트 스크래퍼(flight scrapper)와, 체인 장력 조절을 위한 테이크 업 장치와, 점검구와, 현장 제어 패널 등 많은 구성요소들을 포함하므로, 그 구조가 복잡하고, 부피가 크며, 유지 관리 및 노후 시 교체가 어렵다는 단점들을 안고 있다. 또한 종래 시스템의 침사물 이송 컨베이어 장치는, 침사물을 이송시키는 역할만을 할 뿐, 침사물의 세정 또는 세척과 관련한 어떠한 역할도 하지 못하므로, 후속 설비인 침사물 세척장치의 부하를 증가시키는 원인이 된다.

또한 종래 시스템의 침사물 세척장치는 케이싱과, 체인 플라이트 스크래퍼와, 모터와 감속기를 포함하는 구동장치와, 체인 장력 조절을 위한 테이크업 장치와, 점검 보드와 더불어, 침사물 세척을 위한 세척수 공급 노즐, 송풍기 등을 포함한다. 이 침사물 세척장치는 침사물의 세척이 이루어지는 공간의 제약으로 인해 그 공간 내에서 침사물의 체류 시간이 짧고 그로 인해 효과적인 세척을 할 수 없다. 또한 위와 같은 침사물 세척장치는, 체인 플라이트 스크래퍼가 케이싱의 수평부와 경사부와 접하면서 침사물을 끌고 이송하는 방식을 취하는데, 침사물을 경사부까지 끌어올리는 과정에서 세척수가 함께 배출되는 역류 현상이 발생하고, 플라이트 스크래퍼의 라이너가 모래와의 마찰에 의해 손상되어, 수명이 짧고 유지 관리가 어려운 단점이 있다. 게다가, 세척수가 침사물 안쪽까지 깊이 침투하지 못하므로, 효과적인 세척을 기대하기 어렵다.

본 발명은 종래 기술의 문제점들을 해결하는 침사물 처리시스템을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는, 침사물 처리시스템에 적용될 때, 침사지로부터 인양된 침사물을 후속 장치까지 무동력으로 이송시키면서, 압력수로 침사물을 효과적으로 세척할 수 있는 침사물 세척장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 무동력 침사물 세척장치와 더불어, 침사물로 부터 물과 모래를 효과적으로 분리할 수 있는 침사물 분리장치를 갖춘 침사물 처리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 침사물 세척장치는, 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱과; 상기 시작단과 상기 종료단 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부와; 상기 종료단 부근에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 마련되어, 침사물을 배출시킴과 동시에 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부와; 침사물을 이송시키는 방향으로 상기 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐과; 상기 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 주 분사 노즐은 복수개로 이루어지고, 상기 복수개의 주 분사 노즐은, 상기 침사물 투입부보다 앞선 위치에 있도록, 상기 침사물 이송 케이싱의 시작단 측에 설치되며, 상기 복수개의 주 분사 노즐은, 상기 침사물 이송 케이싱 내 세척수 분사 범위를 넓히도록, 서로 다른 각도로 설치된다.

일 실시예에 따라, 상기 하나 이상의 침사물 투입부는 제1 침사물 투입부와 제2 침사물 투입부를 포함하며, 상기 하나 이상의 중간 분사 노즐은, 상기 제1 침사물 투입부와 상기 제2 침사물 투입부 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 상부에 설치된 제1 중간 분사 노즐과, 상기 제2 침사물 투입부와 상기 침사물 배출부 사이에서 상기 침사물 케이싱의 단면 상부에 설치된 제2 중간 분사 노즐을 포함하며, 상기 제1 중간 분사 노즐 및 상기 제2 중간 분사 노즐 각각은 상기 침사물 흐름의 상류 방향으로 세척수를 분사하도록 배치된다.

일 실시예에 따라, 상기 침사물 이송 케이싱은, 상기 침사물의 유동을 돕도록 "U" 형 단면을 갖는 케이싱 본체와, 상기 케이싱 본체의 상부를 덮는 케이싱 덮개를 포함하며, 상기 케이싱 본체는 상기 시작단으로부터 상기 종료단까지 일정 기울기로 연속적으로 이어지며, 상기 케이싱 덮개에는 상기 침사물 투입부와, 상기 침사물 이송 케이싱의 내부를 점검하기 위한 점검구가 설치되고, 상기 점검구는 상기 침사물 배출부의 바로 위에 위치한다.

일 실시예에 따라, 상기 주 분사 노즐과 상기 중간 분사 노즐에 세척수를 공급하기 위한 세척수 공급 라인을 더 포함하며, 상기 세척수 공급라인은 주 라인과 바이패스 라인을 포함하고, 상기 주 라인에는 주 라인 개폐 밸브와 컨트롤러에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브가 설치되며, 상기 바이패스 라인에는 바이패스 개폐 밸브가 설치되되, 상기 바이패스 라인을 이용하여 세척수 공급시에는 상기 바이패스 개폐 밸브가 개방되고 상기 주 라인 개폐 밸브가 닫히며, 상기 주 라인을 이용하여 세척수 공급시에는 상기 바이패스 개폐 밸브가 닫히고 상기 주 라인 개폐 밸브 개방된다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 침사물 제거장치에 의해 침사지로부터 인양된 침사물을 처리하는 침사물 처리시스템이 제공되며, 상기 침사물 처리시스템은, 상기 인양된 침사물을 무동력으로 이송시키면서 세척수로 세척하는 침사물 세척장치와; 상기 침사물 세척장치에서 1차 세척된 침사물을 받아 침사물 내 모래와 물을 분리하는 침사물 분리장치를 포함하며, 상기 침사물 세척장치는, 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱과, 상기 시작단과 상기 종료단 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부와, 상기 종료단 부근에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 형성되어, 배출이 이루어지는 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부와, 침사물을 이송시키는 방향으로 상기 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐과, 상기 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 침사물 분리장치는, 침사물 반입부, 배수를 위한 드레인, 그리고 모래 배출 슈트 갖는 침사물 분리 케이싱과; 상기 침사물 분리 케이싱 내에 설치되어 침사물로부터 분리된 모래를 이송하여 상기 모래 배출 슈트로 배출하는 컨베이어 유닛을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 침사물 분리 케이싱은 말단 하부에 상기 드레인이 설치된 수평부와, 상기 수평부로부터 일정 기울기로 경사지게 상향 연장되되 말단 하부에는 상기 모래 배출 슈트가 설치된 경사부를 포함하며, 상기 컨베이어 유닛은 상기 수평부와 상기 경사부를 지나는 경로를 따라 선회 이동하는 체인과, 상기 체인을 지지하면서 상기 체인을 선회 구동시키는 복수의 체인 스프로켓과, 상기 체인의 반대편에 개방단이 놓이도록 상기 체인에 설치된 복수의 버켓을 포함하며, 상기 복수의 버켓 각각은 상기 체인의 하부에 있을 때 침사물 내 모래를 수집하고, 상기 체인의 상부에 있을 때 상기 수집된 모래를 담아 상기 모래 배출 슈트까지 운반한다.

일 실시예에 따라, 상기 복수의 버켓 각각은 상기 개방단에 모래를 끌어 모으기 위한 스크래퍼를 구비하며, 상기 버켓이 상기 체인의 하부에 있을 때, 상기 스크래퍼는 상기 침사물 분리 케이싱의 바닥과의 사이에 갭을 형성하며, 상기 수평부의 말단 부근에는 상기 드레인과 인접하게 버켓 안내 가이드가 설치되되, 상기 스크래퍼가 상기 버켓 안내 가이드를 따라 이동하면서 상기 모래를 상기 버켓 내로 담으며, 상기 버켓에는 복수의 물 빠짐 구멍이 형성된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 침사물 제거장치에 의해 침사지로부터 인양된 침사물을 처리하는 침사물 처리시스템이 제공되며, 상기 침사물 처리시스템은, 경사진 침사물 이송 케이싱을 통해 침사물을 무동력으로 이송시키면서, 상기 침사물 제거장치와 연동하는 세척수 공급라인을 이용하여, 상기 이송 케이싱에 세척수를 공급하는 침사물 세척장치와; 상기 침사물 세척장치에서 1차 세척된 침사물을 침사물 분리관 내로 받아, 물은 상기 침사물 분리관에 형성된 드레인을 통해 배수하고, 모래는 상기 침사물 분리관에 설치된 컨베이어 유닛에 의해 따로 배출하는 침사물 분리장치를 포함한다.

본 발명에 따르면, 침사물 이송 케이싱의 기울기(또는, 구배)와 고압 세척수의 힘만으로 침사물을 이송시키므로, 종래 침사물 세척장치에서 요구되었던 복잡한 동력 전달 구조를 생략하는 것이 가능하다. 이 동력 전달 구조의 생략으로 인해, 단순하고 간단한 구조로 침사물 세척장치를 구현할 수 있으며, 종래 침사물 세척장치의 경우, 침사물 세척장치를 설치하는 것은 물론이고 (예컨대, 교체를 위해) 철거하는데 있어서도 많은 어려움과 많은 비용 부담이 있었지만, 본 발명에 따르면, 적은 비용으로 침사물 세척장치의 설치가 가능하고, 침사물 세척 케이싱만을 시공 장소에서 들어내는 것만으로 철거가 가능하여, 철거에 따른 수고와 비용 부담이 크게 경감될 수 있다.

또한, 종래에는 침사물 표면에 에어 또는 세척수를 가하는 방식으로, 뻘과 모래 그리고 각종 협잡물들로 뭉쳐 있는 침사물을 효과적으로 세척하기 어려웠으나, 본 발명에 따르면, 주 분사 노즐에 의한 세척수의 힘, 그리고 중간 분사 노즐에 의한 세척수의 힘, 그리고, 배출부를 낙하하면서 발생하는 힘에 의해, 강하게 뭉쳐 있던 침사물을 거의 완전한 액체 상태로 흩뜨릴 수 있으며, 따라서, 침사물 내부까지 효율적으로 세척하는 것이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 침사물 처리시스템은, 전술한 침사물 세척장치에 후속하는 침사물 분리장치가 버켓 내에 모래를 담아 침사물 분리 케이싱의 경사부를 상승 이동하는 방식을 취하므로, 이와 유사한 메커니즘을 채용하는 종래 침사물 세척장치에서 스크래퍼가 모래를 끌고 경사부를 상승하는 방식과 달리, 세척수의 역류와, 버켓 또는 스크래퍼(RUBBER부분)의 손상 및 변형, 그리고 침사물 분리 케이싱의 모래마찰에 의한 라이닝의 마모 및 손상과 같은 문제점들을 해결할 수 있는 이점을 갖는다. 버켓 또는 그 버켓에 구비된 스크래퍼가 모래를 끌어 모으는 과정에서도, 버켓 또는 스크래퍼가 침사물 분리 케이싱의 내부 바닥과 갭을 가지고 이격되어 있으므로, 전술한 것과 같은 손상이나 마모를 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 침사지로부터 인양된 침사물을 후속 장치까지 무동력으로 이송시키면서, 압력수로 침사물을 효과적으로 세척할 수 있되, 그 압력수로 처리장의 재활용수 펌프 및/또는 유입펌프장 펌프를 이용한 압력수를 이용하므로 효율적이고 경제적이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 침사물 처리시스템을 설명하기 위해 하수처리장의 일부를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 침사물 처리시스템의 침사물 세척장치를 측단면이 보이도록 절단하여 도시한 종단면도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 침사물 세척장치의 내부를 위에서 볼 수 있도록 절단하여 도시한 종단면도.
도 4는 도 2의 I-I를 따라 절단하여 도시한 침사물 세척장치의 횡단면도.
도 5는 도 2의 II-II를 따라 절단하여 도시한 침사물 세척장치의 횡단면도.
도 6은 도 1 내지 도 4에 도시된 침사물 세척장치의 세척수 공급라인 일부를 확대하여 보여주는 도면.
도 7은 도 1에 도시된 침사물 처리시스템의 침사물 분리장치를 측단면이 보이도록 절단하여 도시한 종단면도.
도 8은 도 7에 도시된 침사물 분리장치의 횡단면을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 침사물 세척장치 내에 고상 또는 슬러지상의 침사물이 투입되는 상태를 보여주는 사진.
도 10은 9에 보이는 것과 같은 고상 또는 슬러지 상의 침사물이 침사물 세척장치 내의 경사진 침사물 이송 케이싱을 이송하면서 고압의 세척수에 의해 액체 상태로 풀어지면서 세척이 이루어지는 상태를 보여주는 사진.
도 11은 침사물 세척장치에 후속하는 침사물 분리장치의 버켓이 물로부터 분리된 모래를 이송하는 상태를 보여주는 사진.
도 12는 도 11에 보이는 침사물 분리장치의 모래 배출 슈트를 통해 모래가 배출된 상태를 보여주는 사진.
도 13은 종래 침사물 세척장치에서 스크래퍼가 침사물을 이송시키는 상태를 보여주는 사진.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 침사물 처리시스템을 설명하기 위해 하수처리장의 일부를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 침사물 처리시스템의 침사물 세척장치를 측단면이 보이도록 절단하여 도시한 종단면도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 침사물 세척장치의 내부를 위에서 볼 수 있도록 절단하여 도시한 종단면도이고, 도 4는 도 2의 I-I를 따라 절단하여 도시한 침사물 세척장치의 횡단면도이고, 도 5는 도 2의 II-II를 따라 절단하여 도시한 침사물 세척장치의 횡단면도이고, 도 6은 도 1 내지 도 4에 도시된 침사물 세척장치의 세척수 공급라인 일부를 확대하여 보여주는 도면이고, 도 7은 도 1에 도시된 침사물 처리시스템의 침사물 분리장치를 측단면이 보이도록 절단하여 도시한 종단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 침사물 분리장치를 도시한 종단면도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 침사물 제거장치(2)에 의해 침사지(3)로부터 인양된 침사물을 처리하는 침사물 처리시스템(1)이 보인다. 상기 침사물 제거장치(2)는 침사지(3)를 경유하여 연속적으로 이동하는 폐루프(closed loop)형의 인양 체인(2a)과, 상기 인양 체인(2a)에 설치된 다수의 인양 버켓(2b)을 포함한다. 상기 인양 체인(2a)이 연속적으로 이동하면, 이에 설치된 다수의 인양 버켓(2b)이 침사지(3)를 지나면서, 상기 침사지(3) 내 침사물을 퍼 담아 침사물 처리시스템(1)까지 이송시킨다.

상기 침사물 처리시스템(1)은 침사물 이송 기능을 갖는 침사물 세척장치(10)와 침사물 분리장치(20)를 포함한다. 이하 자세히 설명되는 바와 같이, 상기 침사물 세척장치(10)는 침사물의 무동력 이송을 허용하는 침사물 이송 케이싱을 포함하고, 상기 침사물 이송 케이싱에는 예컨대, 호퍼와 투입 슈트를 갖는 침사물 투입부가 형성된다. 인양 체인(2a)이 상기 침사물 투입부를 경유하므로, 이에 설치된 인양 버켓(2b)은 상기 침사물 투입부를 지나면서, 상기 침사물 투입부를 통해 상기 침사물 세척장치(10) 내로 침사물을 투입시킬 수 있다. 이때, 투입된 침사물은 뻘과 모래, 그리고 각종 이물질이 뭉쳐진 상태이다.

침사물 세척장치(10)는 슬러지상 또는 고상의 침사물을 고압의 세척수로 타격하여 액체 상태로 풀리게 함과 동시에 이를 충분하게 세척하여 침사물 분리장치(20)로 보낸다. 침사물 분리장치(20)는 침사물 내 물과 모래를 분리하고, 분리된 모래를 배출 슈트를 통해 배출시킨다.

이제 도 2 내지 도 6을 참조하여 침사물 처리시스템의 침사물 세척장치(10)에 대하여 더 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 침사물 세척장치(10)는 침사물 이송 케이싱(12)과, 주 분사 노즐(13)과, 복수의 중간 분사 노즐(14a, 14b; 통칭하여 14)을 포함한다. 또한 상기 침사물 세척장치(10)는 상기 침사물 이송 케이싱(12)을 지지하는 복수의 지지 프레임(11)을 포함한다.

상기 침사물 이송 케이싱(12)은, 도 2 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 제1 커버(121a)에 의해 막힌 시작단으로부터 제2 커버(121b)에 의해 막힌 종료단까지 일정 기울기를 가지고 경사지게 아래로 연장되어 있다. 또한 상기 침사물 이송 케이싱(12)의 시작단과 종료단 사이에는 복수의 침사물 투입부, 즉, 제1 및 제2 침사물 투입부(122a, 122b)가 순서대로 형성되고, 상기 침사물 이송 케이싱(12)의 종료단 부근에는 침사물 배출부(124)가 형성된다.

이때, 상기 제1 및 제2 침사물 투입부(122a, 122b; 통칭하여 122)는, 상기 침사물 이송 케이싱(12)의 단면 상부에 형성된 채, 전술한 침사물 제거장치(2; 도 1 참조)에 의해 인양된 침사물을 받도록 상측을 향해 개방되어 있다. 또한 상기 침사물 배출부(124)는, 침사물 반출 슈트로 이루어진 채, 그 아래에 있는 침사물 분리장치(20; 도 1 참조)의 침사물 반입부를 향해 아래로 개방되어 있다. 상기 침사물 이송 케이싱(12)의 기울기는 종료단 또는 그 종료단에 연결되는 후속 설비까지 침사물이 막힘없이 원활하게 이송할 수 있는 정도로 정해진다. 이때, 침사물의 이송 능력은 상기 침사물 이송 케이싱(12)의 기울기와 이하 설명되는 주 분사 노즐(13)의 세척수 분사 압력 등에 의해 정해질 수 있다.

상기 주 분사 노즐(13)은 침사물을 세척하는 역할과, 뭉쳐 있는 침사물을 흩뜨리는 역할을 한다. 이에 더하여 상기 주 분사 노즐(13)은, 침사물의 이동 방향에 대하여, 침사물 투입부(122a, 122b)보다 앞선 위치에 설치된 채, 침사물의 이송 방향으로 세척수를 분사함으로써 침사물의 이송을 돕는 역할을 더 한다. 본 실시예에 있어서, 상기 주 분사 노즐(13)은 침사물 이송 케이싱(12) 시작단의 제1 커버(121a)에 설치되어 침사물 흐름의 하류 방향, 즉, 침사물을 이송시키는 방향으로 세척수를 분사한다. 또한, 상기 주 분사 노즐(13)은 복수개로 이루어져 하나의 세트를 구성하는데, 상기 복수의 주 분사 노즐(13) 각각을 서로 다른 각도로 설치하여, 세척수 분사 범위를 더 넓게 할 수 있다.

한편, 중간 분사 노즐들, 즉 제1 및 제2 중간 분사 노즐(14a, 14b)은 앞에서 설명한 주 분사 노즐(13)의 역할들 중에서, 침사물을 세척하는 역할과, 뭉쳐 있는 침사물을 흩뜨리는 역할을 주로 한다. 이때, 상기 중간 분사 노즐들(14a, 14b) 각각은 침사물 이송 케이싱(12)의 단면 상부에 설치되어 아래를 향해 세척수를 분사하는 것이 바람직하다. 더 나아가, 상기 중간 분사 노즐들(14a, 14b)이 침사물 흐름에 대하여 상류 방향으로 세척수를 분사함으로써 침사물에 대한 충격력과 세척력을 더 높일 수 있다.

상기 제1 중간 분사 노즐(14a)은 상기 제1 침사물 투입부(122a)와 상기 제2 침사물 투입부(122b) 사이에서 상기 제1 침사물 투입부(122a)에 인접하게 설치되고, 상기 제2 중간 분사 노즐(14b)는 상기 제2 침사물 투입부(122b)와 상기 침사물 배출부(124) 사이에서 상기 제2 침사물 투입부(122b)에 인접하게 설치된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 중간 분사 노즐(14a, 14b) 각각은 대응되는 제1 및 제2 침사물 투입부(122a 또는 122b) 각각을 통해 들어온 침사물에 대해 거의 바로 세척수를 분사할 수 있다.

상기 제1 및 제2 중간 분사 노즐(14a, 14b)은 공통의 세척수 배관(141)에 설치될 수 있으며, 상기 세척수 배관(141)에 설치된 세척수 밸브(142)에 의해, 세척수 분사의 온/오프, 세척수 분사량(또는, 세기)가 조절될 수 있다. 또한 상기 주 분사 노즐(13)의 온/오프 또는 분사량(또는, 세기) 조절을 위해 주 세척수 밸브(132)가 제공될 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 상기 침사물 세척장치(10)는 침사물 이송 케이싱(12) 내에서 고상 또는 슬러지 상의 침사물을 거의 액체 상태로 흩뜨리고 그 침사물을 충분히 세척하여 내보낸다. 이때, 침사물은 상기 주 분사 노즐(13)로부터 분사된 고압의 세척수와, 복수의 중간 분사 노즐(14a, 14b)로부터 분사된 고압의 세척수에 의해 충격파를 받으며, 더 나아가, 침사물 이송 케이싱(12)의 종료단 부근에서 침사물 이송 케이싱(12)과 교차하는 침사물 배출부(124)를 통해 낙하되면서, 그 배출부(124) 내벽과 충돌하여 추가의 충격파를 받는다. 위와 같이, 침사물은, 고압 세척수에 의한 충격파와, 침사물 배출부(124)의 내벽과의 충돌(또는, 낙하 충격)에 의한 충격파에 의해, 충분하게 응집이 풀어진 상태로 침사물 이송 케이싱(12) 외부로 반출될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 침사물 이송 케이싱(12)은 "U" 형 또는 포물선형 단면의 케이싱 본체(12a)와, 상기 케이싱 본체(12a)의 상부를 덮는 평판 형상의 케이싱 덮개(12b)를 포함하는 것을 알 수 있다. 케이싱 본체(12a)의 "U" 형 또는 포물선형 단면은 침사물 이송 케이싱(12)을 따라 이송하는 침사물의 상하 좌우 원활한 유동을 촉진하여 침사물에 대한 세척 효과를 더욱 증가시켜준다. 상기 케이싱 덮개(12b)의 일측에는 도 4에 도시된 바와 같이 호퍼(1221)와 슈트(1222)로 이루어진 침사물 투입부(122)가 설치되며, 케이싱 덮개(12b)의 타측에는 도 5에 도시된 것과 같이 중간 분사 노즐(14)이 설치된다. 또한, 종료단 부근에서 침사물 이송 케이싱(12)의 내부를 점검하기 위해 점검구(125; 도 2 참조)가 설치되는데, 이 점검구(125) 또한 침사물 이송 케이싱(12)의 횡단면 상부, 즉, 케이싱 덮개(12b)에 설치될 수 있다. 이때, 상기 점검구(125)는 전술한 침사물 배출부(124)의 바로 위에 위치하여 상기 침사물 배출부(124)의 내부를 확인할 수 있도록 해준다.

도 6에는 전술한 주 분사 노즐(13) 및/또는 중간 분사 노즐(14a, 14b)에 세척수를 공급하는 세척수 공급라인(15)이 부분적으로 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 상기 세척수 공급라인(15)은 주 라인(152)와 바이패스 라인(154)를 포함한다. 상기 주 라인(152)에는 한 쌍의 주 라인 개폐 밸브(152b, 152b)와, 그 사이에 위치하는 솔레노이드 밸브(152a)가 설치된다. 상기 바이패스 라인(154)에는 바이패스 개폐 밸브(154a)가 설치된다. 솔레노이드 밸브(152a)는 컨트롤러(미도시됨)의 제어 하에 자동으로 세척수의 유량을 조절하여 이를 주 분사 노즐(13; 도 2 및 도 3 참조) 및/또는 중간 분사 노즐(14a, 14b; 도 2 및 도 3 참조)로 공급한다. 상기 바이패스 라인(154)은 수동 조작이 필요한 경우에 이용되며, 상기 바이패스 라인(154) 이용시에는 상기 바이패스 개폐 밸브(154a)를 개방하고 주 라인 개폐 밸브(152b, 152b)를 닫는다. 반대로, 솔레노이드 밸브(152a)를 이용한 세척수의 자동 공급이 요구되는 경우, 상기 바이패스 개폐 밸브(154a)를 닫고 상기 주 라인 개폐 밸브(152a, 152b)를 개방한다. 상기 주 라인(152)과 상기 바이패스 라인(154)을 포함하는 세척수 공급라인(15)은 침사물 제거장치(2; 도 1 참조)의 작동과 침사물 세척장치(10)의 세척 작동을 연동시키는데 유용하게 이용된다.

이제 도 7 내지 도 9을 참조하여 침사물 처리시스템의 침사물 분리장치(20)에 대하여 더 구체적으로 설명한다.

앞에서 언급한 바와 같이, 침사물 세척장치(10; 도 2 참조)는 침사물을 후속하는 침사물 분리장치(20)까지 이송시키는 과정에서 침사물 이송 케이싱(11; 도 2 참조)의 기울기와 세척수(즉, 압력수) 협력에 의해 침사물의 모래를 뻘로부터 1차 분리하고, 그 1차 분리된 침사물이 침사물 분리장치(20)로 배출되는 과정에서 발생하는 배출 낙차에 의한 충분한 충격파 발생으로 침사물의 2차 분리가 이루어진다. 이때, 상기 침사물 분리장치(20)는 흐트러진 모래와 물을 포함하는 침사물로부터 모래와 물을 분리하여, 물과 모래를 따로 배출하는 기능을 한다.

상기 침사물 분리장치(20)는 물의 배수 기능을 갖는 침사물 분리 케이싱(22)과, 상기 침사물 분리 케이싱(22) 내에 설치된 채 물로부터 분리된 모래를 이송하는 컨베이어 유닛을 포함한다.

도 7을 참조하면, 상기 침사물 분리 케이싱(22)은, 높낮이가 다른 복수의 지지대(21)들에 의해 지지되며, 수평부(22a)와, 상기 수평부(22a)로부터 일정 기울기로 경사지게 상향 연장된 경사부(22b)를 포함한다. 상기 수평부(22a)의 말단 하부에는 물이 배수되는 드레인(221)이 설치되며, 상기 경사부(22b)의 말단, 즉 최상단의 하부에는 모래 배출 슈트(223)가 설치된다. 또한, 상기 수평부(22a)의 말단 부근에는 상기 드레인(221)과 인접하게 버켓 안내 가이드(225)이 설치된다. 상기 침사물 분리 케이싱(22)의 상부, 특히, 수평부(22a)의 상부에는 전술한 침사물 세척장치(10; 도 2 참조)로부터 침사물을 반입하는 침사물 반입부(224)가 형성된다.

상기 컨베이어 유닛은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 침사물 분리 케이싱(22) 내에 설치되는 것으로서, 상기 침사물 분리 케이싱(22) 내 일정 경로를 따라 선회 이동하는 체인(23)과, 상기 체인(23)을 지지하면서 상기 체인(23)을 선회 구동시키는 복수의 체인 스프로켓(24a, 24b, 24c; 통칭하여 24)들과, 침사물 내 모래를 수집하도록 상기 체인(23)에 설치된 복수의 버켓(25)을 포함한다. 상기 복수의 버켓(25)은 상기 체인(23)에 일정 간격을 갖도록 설치될 수 있다.

상기 복수의 체인 스프로켓들은 제1 및 제2 말단 체인 스프로켓(24a, 24c)와 중간 체인 스프로켓(24b)로 구성된다. 상기 제1 말단 체인 스프로켓(24a)은 수평부(22a)의 말단 부근에서 버켓 안내 가이드(225)와 인접하게 설치되고, 상기 제2 말단 체인 스프로켓(24c)은 침사물 분리 케이싱(2)의 경사부(22b) 말단 부근에서 침사물 배출 슈트(223)에 인접하게 설치된다. 또한 상기 중간 스프로켓(24b)은 침사물 분리 케이싱(2)의 수평부(22a)와 경사부(22b)가 교차하는 위치에 설치된다.

상기 체인(23)은 상기 체인 스프로켓들(24a, 24b, 24c)에 걸쳐 지지된 채 상기 체인 스프로켓들(24a, 24b, 24c) 중 하나를 구동시키는 구동부에 의해 연속적인 선회 운동을 한다. 도 7에는 구동부의 일부로서 구동모터(미도시함)의 회전 동력을 감속하여 체인 스프로켓에 제공하는 감속기(26)가 보인다. 컨베이어 유닛은 상기 체인(23)의 상부가 경사부(22b)를 따라 올라가고 상기 체인(23)의 하부가 경사부(22b)를 따라 내려가도록 운전된다. 이때, 상기 체인(23)이 연속적으로 선회하므로, 상기 체인(23)의 상부와 하부가 서로 바뀔 수 있음은 물론이다.

도 8에 잘 도시된 바와 같이, 체인 스프로켓(24) 각각은 동일 축 상에 설치된 한 쌍의 스프로켓 휠(242, 242)로 구성되어 이중 구조를 이루고, 상기 체인 스프로켓(24)에 걸쳐져 연결되는 체인(23) 또한 상기 한 쌍의 스프로켓 휠(242, 242) 각각에 걸쳐져 연결된 한 쌍의 단위 체인(232, 232)으로 구성되어, 이중 구조를 이룬다. 전술한 버켓(25) 각각은 한 쌍의 단위 체인(232. 232)을 가로질러 브리지식으로 설치된다. 상기 침사물 분리 케이싱(22)은 하부로 돌출된 협폭 이송로(227)을 포함하며, 상기 협폭 이송로(227)는 상기 버켓(25)의 폭, 더 나아가서는, 상기 버켓(25)의 개방단 측에 설치된 스크래퍼(252)의 폭에 상응하는 좁은 폭을 가지며, 이에 의해, 상기 버켓(25)이 침사물, 특히 모래를 신뢰성 있게 끌고 이송할 수 있도록 해준다.

다시 도 7을 참조하면, 상기 버켓(25)는 대략 "V" 형 단면을 갖는 V-버켓으로서 체인(23) 반대편에 개방단을 구비한다. 또한, 상기 버켓(25)은 개방단 일측 모서리에 모래를 끌어 모으기 위한 스크래퍼(252)를 구비한다. 상기 체인(23)의 선회에 의해 상기 체인(23)의 하부에 있는 버켓(25; 원 "A" 참조)은 침사물 분리 케이싱(22)의 수평부(22a) 말단에 위치하는 드레인(221) 및 그와 인접하는 버켓 안내 가이드(225)를 향해 직선 이동하며, 그 과정에서, 상기 버켓(25)의 스크래퍼(252)가 모래를 끌어 수집하면서 이동한다. 이때, 상기 버켓(25)의 개방단은 상기 침사물 분리 케이싱(22)의 바닥면, 더 바람직하게는, 협폭 이송로(227; 도 8 참조)의 바닥면을 향해 있다. 이때, 상기 버켓(25)의 스크래퍼(252)는 침사물 분리 케이싱(22)의 바닥면(2272)에 대하여 갭(G)을 갖는다. 이 갭(G)을 통하여, 침사물 내 물이 원활하게 흘러 상기 드레인(221)을 통해 배수된다. 수평부(22a)와 경사부(22b) 모두에서 스크래퍼(252)와 침사물 분리 케이싱(22)의 바닥면(2272)이 이격되어 있는 것이 좋다. 스크래퍼(252)가 바닥면 라이너 접촉하거나 모래 마찰에 의해서, 바닥면 라이너의 마모가 발생하지 않도록, 수평부와 경사부의 바닥 높이를 각각 다르게 할 수 있다.

또한 상기 버켓(25)은, 상기 제1 말단 체인 스프로켓(24a)을 지나는 과정에서, 체인(23) 하부의 위치로부터 체인(23) 상부의 위치로 그 위치가 변경되며, 그 위치 변경 과정에서, 상기 버켓(25) 또는 그것의 스크래퍼(252)가 버켓 안내 가이드(225)를 따라 안내되면서 모래를 상기 버켓(25) 내부에 쓸어 담게 된다. 상기 버켓(25)은, 체인(23)의 상부에 있을 때(원 "B" 참조), 자신의 개방단이 상부를 향해 있으며, 이 때에는, 수집된 모래를 담고 상기 체인(23)의 상부를 따라 이동한다. 또한, 수평 이동하던 버켓(25)은 중간 체인 스프로켓(24b)을 지난 후 제2 말단 체인 스프로켓(24c)까지 경사지게 상승하며, 제2 말단 체인 스프로켓(24c)을 지나면서 상기 체인(23)의 상부 위치로부터 하부 위치로 그 위치가 변경된다. 이 과정에서, 상기 버켓(25)에 담겨 있던 모래는 모래 배출 슈트(223)를 향해 쏟아지며, 이에 의해, 모래는 상기 배출 슈트(223)를 통해 외부로 배출된다. 상기 버켓(25)에는 복수의 물 빠짐 구멍(254)을 형성하여, 상기 물 빠짐 구멍(254)을 통해, 버켓(25) 내 모래에 포함된 물이 빠져 나가도록 하는 것이 좋다.

전술한 침사물 처리시스템의 침사물 분리장치는 그 구조 있어서는 체인에 스크래퍼를 결합하여 침사물을 이송시키고 그 과정에서 송풍기(blower) 또는 표면 세척수 유닛을 이용하여 침사물을 세척하는 종래 침사물 세척장치와 일부 유사한 면이 있으나, 본 실시예의 침사물 분리장치(20)는 스크래퍼를 대신하는 버켓이 침사물을 끌고 경사진 면을 타고 오르는 작동을 하지 않는다는 점, 그리고, 송풍기, 표면 세척수 유닛 등이 생략될 수 있다는 점에서 차이가 있다. 종래 침사물 세척장치는 버켓 구조를 갖지 않는 일반적인 판형 스크래퍼가 침사물을 끌고 이송하는 과정에서 라이너와 모래 사이의 마찰에 의해 라이너 마모가 문제시 되었었다. 또한, 본 실시예의 침사물 분리장치는 선행하는 무동력 침사물 세척장치(10)에 의해 침사물의 뻘 응집이 충분히 풀어지고 충분한 세척이 이루어지므로 송풍기나 표면 세척수 유닛의 이용이 요구되지 않는다.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 다른 침사물 처리 시스템의 실시 사진들로서, 도 9는 전술한 것과 같은 침사물 세척장치 내로 고상의 침사물이 투입되는 상태를 보여주며, 도 10은 도 9에 보이는 바와 같은 고상의 침사물이 침사물 세척장치 내의 경사진 (이해의 편의를 위해 상부가 개방된) 침사물 이송 케이싱을 이송하면서 고압의 세척수에 의해 액체 상태로 풀어지면서 세척이 이루어지는 상태를 보여주며, 도 11은 침사물 세척장치에 후속하는 침사물 분리장치의 버켓이 물로부터 분리된 모래를 이송하는 상태를 보여주며, 도 12는 전술한 침사물 분리장치의 모래 배출 슈트를 통해 물이 거의 제거된 모래가 배출된 것을 보여준다.

도 13은 비교예로서 종래 침사물 세척장치에서 스크래퍼가 침사물을 이송시키는 상태를 보여준다. 도 13을 참조하면, 침사물은 모래와 뻘이 응집된 상태로 스크래퍼에 의해 이송되는 것을 볼 수 있으며, 이 상태에서 침사물의 표면에 세척수를 가하더라도 세척 효과는 거의 생기지 않는다.

10: 침사물 세척장치 12: 침사물 이송 케이싱
13: 주 분사 노즐 14, 14a, 14b: 중간 분사 노즐
15: 세척수 공급라인 122, 122a, 122b: 침사물 투입부
124: 침사물 배출부 20: 침사물 분리장치
22: 침사물 분리 케이싱 22a: 수평부
22b: 분사부 23: 체인
24, 24a, 24b, 24c: 체인 스프로켓
25: 버켓 221: 드레인
223: 모래 배출 슈트 224: 침사물 반입부
225: 버켓 안내 가이드 252: 스크래퍼
254: 물 빠짐 구멍

Claims (10)

1. 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱;
   상기 시작단과 상기 종료단 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부;
   상기 종료단 부근에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 마련되어, 침사물을 배출시킴과 동시에 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부;
   침사물을 이송시키는 방향으로 상기 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐; 및
   상기 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함하며,
   상기 주 분사 노즐은 복수개로 이루어지고, 상기 복수개의 주 분사 노즐은, 상기 침사물 투입부보다 앞선 위치에 있도록, 상기 침사물 이송 케이싱의 시작단 측에 설치되며, 상기 복수개의 주 분사 노즐은, 상기 침사물 이송 케이싱 내 세척수 분사 범위를 넓히도록, 서로 다른 각도로 설치된 것을 특징으로 하는 침사물 세척장치.
2. 삭제
3. 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱;
   상기 시작단과 상기 종료단 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부;
   상기 종료단 부근에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 마련되어, 침사물을 배출시킴과 동시에 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부;
   침사물을 이송시키는 방향으로 상기 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐; 및
   상기 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함하며,
   상기 하나 이상의 침사물 투입부는 제1 침사물 투입부와 제2 침사물 투입부를 포함하며, 상기 하나 이상의 중간 분사 노즐은, 상기 제1 침사물 투입부와 상기 제2 침사물 투입부 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 상부에 설치된 제1 중간 분사 노즐과, 상기 제2 침사물 투입부와 상기 침사물 배출부 사이에서 상기 침사물 케이싱의 단면 상부에 설치된 제2 중간 분사 노즐을 포함하며, 상기 제1 중간 분사 노즐 및 상기 제2 중간 분사 노즐 각각은 상기 침사물 흐름의 상류 방향으로 세척수를 분사하도록 배치된 것을 특징으로 하는 침사물 세척장치.
4. 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱;
   상기 시작단과 상기 종료단 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부;
   상기 종료단 부근에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 마련되어, 침사물을 배출시킴과 동시에 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부;
   침사물을 이송시키는 방향으로 상기 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐; 및
   상기 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함하며,
   상기 침사물 이송 케이싱은, 상기 침사물의 유동을 돕도록 "U" 형 단면을 갖는 케이싱 본체와, 상기 케이싱 본체의 상부를 덮는 케이싱 덮개를 포함하며, 상기 케이싱 본체는 상기 시작단으로부터 상기 종료단까지 일정 기울기로 연속적으로 이어지며, 상기 케이싱 덮개에는 상기 침사물 투입부와, 상기 침사물 이송 케이싱의 내부를 점검하기 위한 점검구가 설치되고, 상기 점검구는 상기 침사물 배출부의 바로 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 침사물 세척장치.
5. 청구항 1, 3, 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주 분사 노즐과 상기 중간 분사 노즐에 세척수를 공급하기 위한 세척수 공급 라인을 더 포함하며, 상기 세척수 공급라인은 주 라인과 바이패스 라인을 포함하고, 상기 주 라인에는 주 라인 개폐 밸브와 컨트롤러에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 침사물 세척장치.
6. 침사물 제거장치에 의해 침사지로부터 인양된 침사물을 처리하는 침사물 처리시스템으로서,
   상기 인양된 침사물을 무동력으로 이송시키면서 세척수로 세척하는 침사물 세척장치와;
   상기 침사물 세척장치에서 1차 세척된 침사물을 받아 침사물 내 모래와 물을 분리하는 침사물 분리장치를 포함하며,
   상기 침사물 세척장치는, 시작단으로부터 종료단까지 아래로 경사지게 연장된 침사물 이송 케이싱과, 상기 시작단과 상기 종료단 사이에서 상기 침사물 이송 케이싱에 마련된 하나 이상의 침사물 투입부와, 상기 종료단 부근에서 상기 침사물 이송 케이싱의 단면 하부에 형성되어, 배출이 이루어지는 침사물에 낙하 충격을 가하는 침사물 배출부와, 침사물을 이송시키는 방향으로 상기 침사물 이송 케이싱 내에 세척수를 분사하는 주 분사 노즐과, 상기 침사물 이송 케이싱을 따라 이송 중인 침사물을 향해 세척수를 분사하는 하나 이상의 중간 분사 노즐을 포함하며,
   상기 침사물 분리장치는, 침사물 반입부, 배수를 위한 드레인, 그리고 모래 배출 슈트 갖는 침사물 분리 케이싱과; 상기 침사물 분리 케이싱 내에 설치되어 침사물로부터 분리된 모래를 이송하여 상기 모래 배출 슈트로 배출하는 컨베이어 유닛을 포함하며,
   상기 침사물 분리 케이싱은 말단 하부에 상기 드레인이 설치된 수평부와, 상기 수평부로부터 일정 기울기로 경사지게 상향 연장되되 말단 하부에는 상기 모래 배출 슈트가 설치된 경사부를 포함하며, 상기 컨베이어 유닛은 상기 수평부와 상기 경사부를 지나는 경로를 따라 선회 이동하는 체인과, 상기 체인을 지지하면서 상기 체인을 선회 구동시키는 복수의 체인 스프로켓과, 상기 체인의 반대편에 개방단이 놓이도록 상기 체인에 설치된 복수의 버켓을 포함하며, 상기 복수의 버켓 각각은 상기 체인의 하부에 있을 때 침사물 내 모래를 수집하고, 상기 체인의 상부에 있을 때 상기 수집된 모래를 담아 상기 모래 배출 슈트까지 운반하는 것을 특징으로 하는 침사물 처리시스템.
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 6에 있어서, 상기 복수의 버켓 각각은 상기 개방단에 모래를 끌어 모으기 위한 스크래퍼를 구비하며, 상기 버켓이 상기 체인의 하부에 있을 때, 상기 스크래퍼는 상기 침사물 분리 케이싱의 바닥과의 사이에 갭을 형성하며, 상기 수평부의 말단 부근에는 상기 드레인과 인접하게 버켓 안내 가이드가 설치되되, 상기 스크래퍼가 상기 버켓 안내 가이드를 따라 이동하면서 상기 모래를 상기 버켓 내로 담으며, 상기 버켓에는 복수의 물 빠짐 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 침사물 처리시스템.
10. 삭제

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