KR102455969B1

KR102455969B1 - 점착성퇴적물 파쇄장치

Info

Publication number: KR102455969B1
Application number: KR1020220098549A
Authority: KR
Inventors: 오영철; 권한님; 김연우; 박원하; 홍석봉; 명재성; 서영민
Original assignee: (주)제타크리젠; 한국중부발전(주)
Priority date: 2022-08-08
Filing date: 2022-08-08
Publication date: 2022-10-18

Abstract

본 발명의 점착성퇴적물 파쇄장치는 평평한 형태에 계단형으로 이루어진 제1 밑판; 상기 제1 밑판의 일측에 탈착되는 제1 결합부; 상기 제1 밑판과 탈착되는 제2 밑판; 상기 제1 밑판의 일측에 수직으로 부착되어 있는 제2 결합부; 상기 제2 결합부의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제1 에어탱크고정부재; 상기 제2 결합부의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제2 에어탱크고정부재; 상기 제2 결합부의 내부에 설치되며 공기분사를 제어하는 솔레노이드밸브를 감싸 보호하고 있는 솔밸브 케이스; 상기 제1 에어탱크고정부재과 제2 에어탱크고정부재에 연결하여 고정되며 공기를 저장하고 있는 에어탱크; 상기 제1 밑판의 일측에 부착되는 제1 실린더고정부; 상기 제1 실린더고정부의 일측에 연결되는 에어건실린더; 상기 에어건실린더를 감싸며 슬라이딩 구조로 노즐암을 지지하는 노즐암지지부; 상기 에어건실린더의 실린더롯드 말단에 부착되어있는 노즐암 고정부; 상기 제2 밑판과 탈착가능하게 설치되며 에어건실린더의 높이를 조절하는 실린더 높이조절 볼트; 상기 에어탱크의 일측에 연결되어있으며 공기가 흐르는 에어호스; 상기 에어호스의 말단에 연결되어 있으며 노즐암지지부에 슬라이딩 구조로 연결되고 에어건실린더 롯드에 결합되어 실린더의 팽창시 전방으로 돌출되는 노즐암; 상기 노즐암의 일측에 연결되어 있으며 에어호스와 노즐암를 통과한 공기가 분사되는 분사노즐; 상기 제2 밑판위에 탈부착 가능하며, 상기 솔레노이드밸브전원연결부와 에어탱크에 전력을 공급하는 전원부; 상기 솔레노이드밸브케이스와 전원부를 이어 연결하며 전력을 공급하는 솔레노이드밸브전원연결부; 상기 에어탱크와 전원부를 이어 연결하며 전력을 공급하는 에어탱크전원연결부; 상기 전원부를 고정시키는 전원부고정부재; 및 상기 전원부와 연결되어 전력을 공급받으며 솔레노이드밸브, 에어호스 및 에어건실린더의 동작을 제어하며 통신이 가능한 제어부;를 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

점착성퇴적물 파쇄장치{COHESIVE SEDIMENT BLASTER}

본 발명은 발전소에서 냉각수로 사용하는 대량의 해수 취수과정에 관로의 바닥에 해수와 함께 유입되는 뻘과 모래의 퇴적 및 자생하는 해조류에 의해 취수관로가 좁아지면 취수 유량이 감소하고 과도하게 쌓은 퇴적물은 냉각 설비 계통에 유입되어 시설물에 고장을 발생시켜 전력생산에 지장을 유발하고 있어 취수 관로를 적기에 준설하여 냉각설비 건전성을 확보해야 한다. 이러한 수중준설작업은 그동안 잠수부에 의해 수행되었지만 좁고 깊은 취수구 설비 내부에서 행하는 수중작업은 작업자가 위험에 노출되어 발전소의 가동 기간에는 준설작업을 할 수가 없다. 이러한 상황을 타게 하기 위해 수중용 로봇기술을 소형화 하고 항법센서와 카메라를 장착하여 수중 상황을 물 밖에서 실시간으로 모니터링 하며 다져지고 굳어진 점착성 퇴적물을 부스러뜨려 효율적으로 수거하는 준설용 파쇄장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높낮이 조절과 각도 조절이 가능하고 노즐을 퇴적물 속에 삽입하여 고압 공기를 순간적으로 분사하여 파쇄하는 점착성퇴적물 파쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로, 준설작업은 강이나 항로, 항만 등의 토사를 퍼올려 수심을 깊게 하거나 수역에서의 오염된 퇴적물을 제거하여 수질을 개선하기 위한 작업을 말한다.

이러한 준설작업을 위해서 현재 이용되고 있는 퇴적물 준설공법은 작업자가 투입되어 직접 퇴적물을 제거하는 직접인력투입 방법, 버킷을 이용한 스크레이퍼(Scrapers) 방법, 고압 제트 크리너(Water Jet)와 진공펌프(Vacuum Pump)를 이용한 흡입방법 등이 있다. 그러나 상기의 공정에서는 반복적인 작업방법으로 세정 및 준설을 하기 때문에 작업이 번거롭고, 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 작업상태가 일정치 않고 작업자 안전 확보가 어려운 문제점이 있다.

또한 각종 저류, 저수조, 호수를 비롯한 하천 및 연안해역은 근접한 도시로부터 생활하수 및 폐기물, 농축산 및 산업폐수가 유입되고, 양식업과 어업활동 중 버려지는 쓰레기, 퇴적 토사 및 오니토로 인한 적절한 준설이 이루어지지 않으면 퇴적물에 의한 저수기능 저하 및 유수량 감소 하상상승에 따른 홍수범위 확대 및 수질악화 등의 문제가 야기된다. 장기간 퇴적된 슬러지는 다져지거나 서로 영겨붙거나 굳어져 유동성이 없어 준설을 하기 어려운 상황이 된다. 수중 준설이 용이하게 하려면 높게 쌓인 점착성퇴적물을 무너뜨리고 작은 부스러기가 되도록 파쇄하여야 준설호스로 흡입이 가능하다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 점착성퇴적물에 노즐을 삽입하고 고압 공기를 순간적으로 분사시켜 퇴적물 내부에서 공기폭발를 일으켜 높게 쌓인 퇴적층을 무너뜨리고 굳어진 점착성퇴적물을 파쇄하는 기술이 필요한 실정이다.

대한민국 특허특허공보 10-1353852 (공고일자: 2014년01월22일, 발명의 명칭: 하수처리자용 수중 폭기장치 출원인: 고일영)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 점착성퇴적물을 부서뜨려 유동성을 높여 펌프를 이용한 준설을 용이하게 하기 위한 퇴적물내 공기폭발발생 장치이고, 이동수단 전단의 로봇암에 장치된 폭발장치는 로봇암의 회전과 상하운동에 의해 조준하고 노즐암의 왕복동작을 지지하는 에어실린더를 작동시켜 노즐암 끝단에 결합된 에어노즐을 퇴적물에 삽입하고 고압공기를 순간적으로 분사하여 퇴적물 내부에서 공기폭발을 일으켜 점착성퇴적층을 파쇄시키는 점착성퇴적물 파쇄장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 점착성퇴적물 파쇄장치는, 평평한 형태에 계단형으로 이루어진 제1 밑판; 상기 제1 밑판의 일측에 탈착되는 제1 결합부; 상기 제1 밑판과 탈착되는 제2 밑판; 상기 제1 밑판의 일측에 수직으로 부착되어 있는 제2 결합부; 상기 제2 결합부의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제1 에어탱크고정부재; 상기 제2 결합부의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제2 에어탱크고정부재; 상기 제2 결합부의 내부에 설치되며 공기분사를 제어하는 솔레노이드밸브를 감싸 보호하고 있는 솔밸브 케이스; 상기 제1 에어탱크고정부재과 제2 에어탱크고정부재에 연결하여 고정되며 공기를 저장하고 있는 에어탱크; 상기 제1 밑판의 일측에 부착되는 제1 실린더고정부; 상기 제1 실린더고정부의 일측에 연결되는 에어건실린더; 상기 에어건실린더를 감싸며 탈착가능하게 설치되는 노즐암지지부; 상기 에어건실린더의 말단에 부착되어있는 노즐암고정부; 상기 제2 밑판과 탈착가능하게 설치되며 에어건실린더의 높이를 조절하는 실린더 높이조절 볼트; 상기 에어탱크의 일측에 연결되어있으며 공기가 흐르는 에어호스; 상기 에어호스의 말단에 연결되어 있으며 한측은 에어건실린더의 롯드에 결합되고 다른 측은 노즐암지지부에 슬라이딩 구조로 지지되어 실린더의 팽창과 수축에 따라 전방으로 돌출되고 복귀하는 노즐암; 상기 노즐암의 일측에 연결되어 있으며 에어호스와 노즐암를 통과한 공기가 분사되는 분사노즐; 상기 제2 밑판위에 탈부착 가능하며, 상기 솔레노이드밸브전원연결부와 에어탱크에 전력을 공급하는 전원부; 상기 솔레노이드밸브케이스와 전원부를 이어 연결하며 전력을 공급하는 솔레노이드밸브전원연결부; 상기 에어탱크와 전원부를 이어 연결하며 전력을 공급하는 에어탱크전원연결부; 상기 전원부를 고정시키는 전원부고정부재; 및 상기 전원부와 연결되어 전력을 공급받으며 솔레노이드밸브, 에어호스 및 에어건실린더의 동작을 제어하며 통신이 가능한 제어부를 포함하여 구성하고 있다.

이러한 특징에 따르면, 본 발명은 퇴적물의 성상과 위치에 따라 로봇암을 움직여 분사노즐의 높낮이와 삽입각도를 조절하고 노즐암의 왕복동작을 지지하는 에어실린더를 작동시켜면 실린더롯드에 결합된 노즐암이 전방으로 돌출하여 노즐암 전단에 장치된 공기노즐을 퇴적물 속에 삽입한 후 고압의 공기를 순간적으로 분사하여 퇴적물 내부에 공기폭발을 일으켜 엉켜붙은 퇴적물을 파쇄하여 준설흡기구를 통해 쉽게 퇴적물이 빨려들게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수중 이동수단 어디에도 탈부착 가능하여 수중 지면과 특징에 맞게 이동수단에 부착할 수 있어 바다, 호수, 댐 및 하천 등 장소에 제약 없이 사용 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점착성퇴적물 파쇄장치 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착성퇴적물 파쇄장치 측면도이다.
도 3은 점착성퇴적물 파쇄장치를 수중이동수단에 장치한 예시도 이다

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 점착성퇴적물 파쇄장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점착성퇴적물 파쇄장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착성퇴적물 파쇄장치의 측면도이며, 도 3은 점착성퇴적물 파쇄장치를 수중이동수단에 장치한 예시도이다

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 점착성퇴적물 파쇄장치는 평평한 형태에 계단형으로 이루어진 제1 밑판(10), 상기 제1 밑판(10)의 일측에 탈착되는 제1 결합부(10-1), 상기 제1 밑판(10)과 탈착되는 제2 밑판(11), 상기 제1 밑판(10)의 일측에 수직으로 부착되어 있는 제2 결합부(10-2), 상기 제2 결합부(10-2)의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제1 에어탱크고정부재(20-1), 상기 제2 결합부(10-2)의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제2 에어탱크고정부재(20-2), 상기 제2 결합부(10-2)의 내부에 설치되며 공기분사를 제어하는 솔레노이드밸브를 감싸 보호하고 있는 솔레노이드밸브 케이스(40)(이하 솔밸브케이스), 상기 제1 에어탱크고정부재(20-1)과 제2 에어탱크고정부재(20-2)에 연결하여 고정되며 공기를 보관하고 있는 에어탱크(20), 상기 제1 밑판(10)의 일측에 부착되는 제1 실린더고정부(22-1), 상기 제1 실린더고정부(22-1)의 일측에 연결되는 에어건실린더(22), 상기 에어건실린더(22)를 감싸며 노즐암의 일측을 왕복 슬라이딩 되게 지지하는 노즐암지지부(23), 상기 에어건실린더(22)의 말단에 부착되어 있는 노즐암고정부(22-2), 상기 제2 밑판(11)과 탈착가능하게 설치되며 에어건실린더(22)의 높이를 조절하는 실린더 높이조절 볼트(10-3), 상기 에어탱크(20)의 일측에 연결되어있으며 공기가 흐르는 에어호스(21), 상기 에어호스(21)의 말단에 연결되어 있으며 노즐암고정부(23)에 에어건 실린더(22)의 작동에 따라 왕복동작하는 노즐암(24), 상기 노즐암(24)의 일측에 연결되어 있으며 에어호스(21)와 노즐암(24)를 통과한 공기가 분사되는 분사노즐(25), 상기 제2 밑판(11)위에 탈부착 가능하며, 상기 솔밸브전원연결부(41)와 에어탱크(20)에 전력을 공급하는 전원부(30), 상기 솔밸브케이스(40)와 전원부(30)를 이어 연결하며 전력을 공급하는 솔레노이드밸브전원연결부(41), 상기 에어탱크(20)와 전원부(30)를 이어 연결하며 전력을 공급하는 에어탱크전원연결부(26), 상기 전원부(30)를 고정시키는 전원부고정부재(13) 및 상기 전원부(30)와 연결되어 전력을 공급받으며 솔레노이드밸브(미도시), 에어호스(25) 및 에어건실린더(22)의 동작을 제어하며 통신이 가능한 제어부(미도시)를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 솔레노이드밸브케이스(40)는 내부에 솔레노이드밸브를 포함하고 있으며, 솔레노이드밸브는 전자밸브로서 전기가 통하면 플랜지가 올라가 밸브가 열리고 전기가 차단되면 플랜지 무게에 의하여 자동적으로 밸브가 닫히는 밸브이다.

상기 제1 밑판(10)은 평평한 판을 90로 두 번 꺾어 굴곡을 구비하고 있다.

상기 에어건실린더(22)는 전원부(30)와 연결되어있는 에어건실린더전원연결부(미도시)를 더 포함하여 구성하고 있다.

상기 분사노즐(25)은 분사노즐(25)말단에 부착되며 분사되는 방향에 장애물 또는 퇴적물의 유무를 감지하는 감지센서(미도시)를 더 포함하여 구성.하고 있다.

상기 감지센서는 초음파센서, 적외선감지센서, 레이저센서, 물체감지센서 및 열감지센서중 어느 하나이며, 이에 한정하지 않는다.

상기 감지센서는 상기 제어부와 통신을 가능하게 하는 통신부를 더 포함하여 구성하고 있다.

상기 전원부고정부재(13)에 영상입력부(미도시)를 고정시키고 전원부(30)와 연결하여 작업영상을 촬영하고 모니터링한다.

상기 제1 밑판(10)과 제2 밑판(11)의 하단에 다수개의 바퀴를 설치할 수 있으며, 상기 제어부의 방향제어로 이동을 한다.

또한 상기 제1 밑판(10)과 제2 밑판(11)의 하단과 바퀴를 구비하고 있으며 자율주행 가능한 이동수단(미도시)을 결합하며, 자율주행하며 작업을 시행한다.

아래에서 본 발명의 일 실시예에 따른 동작원리를 설명한다.

먼저 전원부(30)에서 전력을 공급하면 분사노즐(25)의 센서부(미도시)에서 퇴적물을 감지하면, 제어부(미도시)에서 센서부로부터 인가받은 센싱값을 바탕으로 솔레노이드밸브(미도시)를 작동하여 에어건실린더(22)의 롯드가 빠져나오게 작동시켜 실린더 롯드에 결합된 노즐암의 전단에 장치된 공기노즐을 퇴적물 내부에 삽입시킨다. 에어건실린더(22)가 팽창하면 곧바로 공기노즐(25)과 연결된 솔레노이드 밸브가 동작하여 고압의 공기는 순간적으로 에어호스(21)와 노즐암(24)을 지나쳐 분사노즐(25)로 분출되어 퇴적물 속에서 공기폭발을 일으킨다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 제1 밑판 11: 제2 밑판
10-1: 제1 결합부 10-2: 제2 결합부
10-3: 실린더 높이조절 볼트 20: 에어탱크
21: 에어호스 22: 에어건실린더
23: 노즐암 슬라이딩 지지부 24: 노즐암
25: 분사노즐 26: 에어탱크전원연결부
30: 전원부 40: 솔레노이드밸브케이스
41: 솔레노이드밸브전원연결부

Claims

평평한 형태에 계단형으로 이루어진 제1 밑판;
상기 제1 밑판의 일측에 탈착되는 제1 결합부;
상기 제1 밑판과 탈착되는 제2 밑판;
상기 제1 밑판의 일측에 수직으로 부착되어 있는 제2 결합부;
상기 제2 결합부의 일측에 수직으로 탈착 가능한 제1 에어탱크고정부재;
상기 제2 결합부의 타측에 수직으로 탈착 가능한 제2 에어탱크고정부재;
상기 제2 결합부의 내부에 설치되며 공기분사를 제어하는 솔레노이드밸브를 감싸 보호하고 있는 솔레노이드밸브 케이스;
상기 제1 에어탱크고정부재과 제2 에어탱크고정부재에 연결하여 고정되며 공기를 저장하고 있는 에어탱크;
상기 제1 밑판의 일측에 부착되는 제1 실린더고정부;
상기 제1 실린더고정부의 일측에 연결되는 에어건실린더;
상기 에어건실린더를 감싸며 탈착가능하게 설치되는 노즐암지지부;
상기 에어건실린더의 말단에 부착되어있는 노즐암고정부;
상기 제2 밑판과 탈착가능하게 설치되며 에어건실린더의 높이를 조절하는 실린더 높이조절 볼트;
상기 에어탱크의 일측에 연결되어있으며 공기가 흐르는 에어호스;
상기 에어호스의 말단에 연결되어 있으며 한측은 에어건실린더의 롯드에 결합되고 다른 측은 노즐암지지부에 슬라이딩 구조로 지지되어 실린더의 팽창과 수축에 따라 전방으로 돌출되고 복귀하는 노즐암;
상기 노즐암의 일측에 연결되어 있으며 에어호스와 노즐암를 통과한 공기가 분사되는 분사노즐;
상기 제2 밑판위에 탈부착 가능하며, 상기 솔레노이드밸브전원연결부와 에어탱크에 전력을 공급하는 전원부;
상기 솔레노이드밸브케이스와 전원부를 이어 연결하며 전력을 공급하는 솔레노이드밸브전원연결부;
상기 에어탱크와 전원부를 이어 연결하며 전력을 공급하는 에어탱크전원연결부;
상기 전원부를 고정시키는 전원부고정부재; 및
상기 전원부와 연결되어 전력을 공급받으며 솔레노이드밸브, 에어호스 및 에어건실린더의 동작을 제어하며 통신이 가능한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 1항에 있어서,
상기 에어건실린더 및 노즐암은 노즐의 위치와 삽입각도 및 깊이를 조정할 수 있는 로봇암에 장치하는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 1항에 있어서,
상기 분사노즐은 노즐암말단에 부착되며 분사되는 방향에 장애물 또는 퇴적물의 유무를 감지하는 감지센서나 모니터와 연결된 영상카메라를 더 포함하여 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 3항에 있어서,
상기 감지센서는 초음파센서, 적외선감지센서, 레이저센서, 물체감지센서 및 열감지센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 3항에 있어서,
상기 감지센서는 상기 제어부와 통신을 가능하게 하는 통신부를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 1항에 있어서,
상기 전원부고정부재에 영상입력부를 고정시키고 전원부와 연결하여 작업영상을 촬영하고 모니터링하는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 밑판과 제2 밑판의 하단에 다수개의 바퀴를 설치할 수 있으며, 상기 제어부의 방향제어로 이동을 하는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 밑판과 제2 밑판의 하단과 바퀴를 구비하고 있으며 자율주행 가능한 이동수단을 결합하며, 자율주행하며 작업을 시행하는 것을 특징으로 하는 점착성퇴적물 파쇄장치.