"화장실에서 휴지통을 없애자"…고효율 하수처리 펌프 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 보건위생을 위해 '휴지통 없는 화장실'이 확산되고 있지만 아직도 변기가 막힐 걱정을 완전히 떨쳐내지는 못하고 있다. 이 때문에 고속도로 휴게소와 같은 공중 화장실에서는 여전히 휴지통이 자리 잡고 있다. 변기에는 ‘휴지’만 버리라는 것이다.

변기가 막히는 것은 하수처리장의 펌프가 무겁고 큰 물체를 옮기지 못하기 때문이다. 휴지처럼 물에 녹고 가벼운 물체는 옮길 수 있지만 물티슈, 위생용품과 같이 부피와 무게가 나가는 고형물은 유로를 막아 펌프의 고장을 유발한다.

한국생산기술연구원(원장 이낙규, 이하 생기원)은 이같은 문제를 해결할 수 있는 ‘단일채널펌프(Single-Channel Pump)’를 중소기업인 황해전기와 공동으로 개발했다고 밝혔다.

최근 하수처리장에서는 양 날개 대칭구조의 회전체가 장착된 2베인펌프(2 Vane Pump)를 사용하고 있다. 구조가 단순해 제작이 쉽고 단가도 낮다는 장점 때문이다. 문제는 양 날개가 맞물리는 구조로 인해 고형물이 걸려 막히는 일이 빈번하다는 것이다.

생기원 청정에너지시스템연구부문 김진혁 박사 연구팀이 개발한 단일채널펌프는 단일 날개구조의 회전체만으로 작동하기 때문에 유로 크기를 최대로 확보할 수 있어 상대적으로 더 크고 단단한 고형물까지 통과시킬 수 있다. 전력효율도 기존 펌프 대비 50%정도 높아졌다.

연구팀은 이 펌프 개발에 2년이 걸렸다고 소개했다. 연구의 최대 걸림돌은 태생적 비대칭구조에서 발생하는 심한 진동 문제였다. 연구팀은 비대칭 회전체로도 중심축이 치우치지 않는 최적화 설계를 통해 ‘고효율 저유체유발진동 단일채널펌프 설계기술’을 개발, 문제를 해결했다.

연구팀은 지난해 12월부터 제주도 상하수도에 실제로 펌프를 설치해 연구소가 아닌 현장에서의 성능 시험을 진행하고 있으며, 국내 12건의 특허등록을 마쳤다. 미국 특허 2건은 등록을 위한 심사 중이다.

김진혁 박사는 “기술적 난이도가 높은 연구였지만 많은 시행착오 끝에 최적의 설계기법을 개발했고, 황해전기의 제작기술 덕분에 제품 양산까지 가능했다”면서, “앞으로는 효율이 높으면서도, 원가를 절감할 수 있는 양 날개 대칭구조의 2베인펌프도 개발할 계획”이라고 밝혔다.

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