KR100484793B1 - 취수관 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천이나 강바닥에 매설된 취수관을 세정함과 더불어 이 취수관 외층에 쌓인 여과층을 세정하는 방법에 관한 것으로, 취수관에 압축공기를 공급하여 취수관에 형성된 물유입공을 거쳐 배출되는 압축공기를 통해 여과층의 공극을 메우고 있는 이물질을 제거하는 1차버블링공정과, 상기 1차버블링공정후에 취수관에 삽입된 고압호스로 고압수를 분출시켜 상기 취수관벽에 점착된 오니와 녹을 제거하는 세정공정, 상기 세정공정에 의해 제거된 오니가 섞인 취수관내의 오수를 수중펌프와 같은 양수기와 진공흡인차를 통해 계속적으로 외부로 배출하도록 하는 펌핑공정 및, 상기 세정공정과 펌핑공정이 완료된 후 다시 취수관내에 압축공기를 공급하여 여과층내의 이물질을 부유시켜 제거하는 2차버블링공정을 포함하여 구성되어, 취수관 내부로 작업자가 직접 들어가지 않고서도 취수관 및 여과층의 공극의 이물질을 간단하게 제거할 수 있음과 더불어 작업시간 및 안전사고를 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

취수관 세정방법{Washing method for a water collection pipe}

본 발명은 취수관을 세정하는 방법에 관한 것으로, 특히 지하에 매설된 취수관에 고압수를 공급하여 취수관벽을 세정함과 더불어 고압공기를 공급하여 취수관으로 유입되는 물을 여과하는 여과층을 세정하기 위한 취수관 세정방법에 관한 것이다.

일반적으로 하천이나 강물로부터 용수를 얻는 방법은 표류수인 하천수나 강물을 직접 취수하거나, 하천이나 강바닥으로 스며드는 물인 복류수를 집수하는 방법이 사용되고 있다.

이와 같이 하천이나 강바닥으로 닥으로 스며드는 복류수인 물을 얻는 방법은, 수심이 얕아 직접 하천 등으로부터 취수가 어렵거나 표류수가 오염되어 용수로서 부적합한 경우에, 하천이나 강바닥 하부에 취수관을 매설한 다음 이 취수관에 집수된 물을 수취하여 용수로서 사용하는 것이다.

즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하천이나 강바닥 하부에 폭방향으로 다수개의 물유입공(101)이 형성된 취수관(102)을 매설하고, 이 취수관(102) 외부에 분급이 이루어진 여과층(103)을 형성하여, 여과층(103)을 통과하면서 여과되어 취수관(102)으로 유입된 물을 취수하여 용수로 사용하도록 되어 있다.

상기 여과층(103)은 취수관(102)으로부터 위로 갈수록 입경이 작아지도록 자갈층, 굵은 모래층, 가는 모래층을 차례로 적층하여 여과기능을 부여한 것이다.

한편, 취수관(102)을 장기간 사용시 관벽이 부식되거나 취수되는 물과 함께 유입된 점토질 등(이하 '오니'라 한다)이 관벽에 점착되어 이를 주기적으로 세정할 필요성이 있는바, 종래에는 취수관(102) 양단부에 구비된 맨홀 뚜껑을 열고 취수관(102)내부로 잠수부작업자가 들어가 오니를 제거하도록 되어 있다.

그런데, 잠수부작업자가 취수관(102) 내부로 들어가서 오니를 제거하는 방법은 작업시간이 많이 소요되고, 취수관(102) 직경은 통상 1.5m 정도여서 작업자 내부에서 자유로이 움직이며 작업하기가 곤란할 뿐만 아니라, 상기 취수관(102)은 수심이 약 5m 정도이고 관내부에 채워진 오염물질 등 열악한 작업환경을 가지고 있으므로 안전사고의 위험성도 아울러 있었다.

한편, 상기 취수관(102)으로 물 유입시 여과층에서 걸러진 오염물질이나 상부의 점토질이 침하되면서 여과층(103)의 공극을 폐쇄하여 여과 및 투수성을 떨어뜨리고, 또한 표류수에 의해 수송되는 점토성분이 여과층 표면에 과도하게 침전되어 여과층(103)으로의 투수상태도 불량하게 된다.

그래서, 여과기능을 상실한 여과층(103)을 주기적으로 교체하거나 상부에 쌓인 점토층을 제거하여 여과기능을 회복시키고 있다.

상기 여과층(103) 최상단에 적층된 점토층은 굴삭기 등 중장비를 사용하여 제거하거나, 매설된 취수관(102) 주변에 차단설비로 방벽을 만들어 이 방벽주위로 물이 하천수나 강물이 흐르도록 한 다음, 방벽 내부의 가둬진 물을 양수기로 펌핑한 다음 굴삭기 등 중장비를 이용하여 여과층(103)을 파낸 후 새로운 여과재로 여과층(103)을 형성한다.

위와 같이 일측을 새로운 여과층(103)으로 교체한 후, 교체되지 아니한 나머지 지역도 상기한 방법과 동일하게 교체한 후 방벽을 제거하면 여과층(103) 교체작업이 완료되는 것이다.

그런데, 상기한 방법으로 여과층을 교체하는 방법은 작업준비과정 및 장비투입이 번거롭고, 교체작업시간 및 경비가 너무 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 취수관내에 고압수를 공급하여 관벽을 세정함과 더불어 고압압축공기를 공급하여 압축공기가 물 유입공을 통해 여과층으로 분출되어 공극을 메우고 있는 이물질을 부유시켜 제거할 수 있도록 한 취수관 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 취수관 세정방법은, 취수관에 고압의 압축공기를 공급하여 취수관에 형성된 물유입공을 거쳐 배출되는 압축공기를 통해 여과층의 공극을 메우고 있는 이물질을 제거하는 1차버블링공정과, 상기 1차버블링공정후에 취수관에 고압호스를 삽입한 다음, 고압호스로 고압수를 분출시켜 상기 취수관벽에 점착된 오니와 녹을 제거하는 세정공정, 상기 세정공정에 의해 제거된 오니가 섞인 취수관내의 오수를 수중펌프와 같은 양수기와 진공흡인차를 통해 계속적으로 외부로 배출하도록 하는 펌핑공정 및, 상기 세정공정과 펌핑공정이 완료된 후 다시 취수관내에 고압의 압축공기를 공급하여 여과층내의 잔여 이물질을 부유시켜 제거하는 2차버블링공정을 포함하여 구성된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

여기서, 상기 고압호스 선단에는 분사노즐이 구비되고, 이 분사노즐에는 다수개의 분출공이 소정간격으로 형성되며, 상기 다수의 분출공은 후방으로 경사진 구조로 되어, 분출공으로부터 고압수가 우산살과 같이 분출되어 분사노즐에 추진력을 부여할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 세정방법에 따르면, 취수관 내부로 작업자가 직접 들어가지 않고서도 취수관벽을 간단하게 세정할 수 있게 된다.

아울러 물유입방지를 위한 방벽의 설치 등 사전작업이 필요없으므로 작업시간도 줄일 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시례를 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 취수관 세정방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2 는 본 발명의 버블링공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 3은 본 발명의 세정 및 펌핑공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 세정방법은, 강(10)이나 하천 바닥에 매설된 취수관(20)에 고압의 압축공기를 공급하여 취수관(20) 상부에 적층된 여과층(30)에 포함된 이물질을 제거하는 1차버블링공정(S1)과, 이 1차버블링공정(S1)이 이루진 후 취수관(20)에 고압호스(40)를 삽입하여, 고압호스(40)로부터 분출되는 고압수를 통해 상기 취수관(20)벽에 점착된 오니와 녹을 제거하는 세정공정(S2), 상기 세정공정(S2)에 의해 제거된 오니가 섞인 취수관(20)내의 오수를 양수기(50)와 진공흡인차(60)를 통해 연속적으로 외부로 배출하도록 하는 펌핑공정(S3) 및, 상기 세정공정(S2)과 펌핑공정(S3)이 완료된 후 다시 취수관(20)내에 고압의 압축공기를 공급하여 여과층(30)내의 잔여 이물질을 부유시켜 제거하는 2차버블링공정(S4)으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 2차버블링공정(S4)후에 세정작업이 제대로 이루어졌는가를 점검하기 위해 검사공정(S5)을 더 추가할 수도 있다.

상기 여과층(30)은 취수관(20)으로부터 위로 갈수록 입경이 작아지도록 자갈층(30a), 굵은 모래층(30b), 가는 모래층(30c)을 차례로 적층하여 여과기능을 부여한 것이다.

이하에서는 각 공정을 더욱 세분하여 설명하기로 한다.

상기 1차버블링공정(S1)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 취수관(20) 양단에 결합된 맨홀뚜껑(21)을 연 다음, 취수관(20)에 압축공기호스(22)를 소정길이 만큼 삽입한다.

상기 압축공기호스(22)는 작업장 주위에 마련된 컴프레셔와 같은 공기압축기(23)에 연결되어 있고, 공기압축기(23)는 공기압축차(24)에 탑재되어 있으며, 상기 공기압축기(23)로부터 발생된 압축공기는 압축공기호스(22)를 통해 물이 채워진 취수관(20)에 공급된다.

상기 취수관(20)에 공급된 압축공기는 물속에서 공기방울을 형성하면서 도 3의 화살표에 나타낸 바와 같이 상승하여 취수관(20)에 형성된 물유입공(25)을 통해 외부로 배출되게 된다.

상기 물유입공(25)을 통해 외부로 배출되는 압축공기에 의해 형성되는 공기방울은 취수관(20)에 적층된 여과층(30)에 압력을 가하여 위로 들어올려 줌과 동시에 여과층(30)에 형성된 공극을 거쳐 강(10)이나 하천의 표류수로 배출되게 된다.

이때 여과층(30)의 공극을 메우고 있는 이물질도 여과층(30)을 이루는 자갈이나 모래 등으로부터 떨어져 공기방울과 강(10)물이나 하천수의 흐름에 의해 제거되어 여과층(30)의 여과기능을 회복시켜 주는 것이다.

상기 공기압축기(23)에 의해 공급되는 압축공기의 공기압은 강(10)이나 하천의 수심, 취수관(20)의 직경 기타 여러 조건에 의해 달라질 수 있으며, 물유입공(25)을 통해 공기방울이 배출되어 여과층(30)의 공극에 채워진 이물질을 부유시킬 수 있을 정도의 압력으로 설정하는 것이 바람직하다.

물론 상술한 바와 같은 상기 1차버블링공정(S1)을 생략하여 실시하는 것도 가능하다.

상기 1차버블링공정(S1)이 완료된 후 세정공정(S2)이 이루어지는데, 상기 세정공정(S2)은 취수관(20)에 삽입된 고압호스(40) 선단에 구비된 분사노즐(41)로부터 분출되는 고압수를 통해 이루어진다.

상기 고압호스(40)는 고압수펌프(41)에 연결되고, 이 고압수펌프(41)는 고압수공급차(42)에 탑재되어 있다.

상기 고압호스(40)는 그 선단에 분사노즐(41)이 구비되어 있고, 이 분사노즐(41)에는 다수개의 분출공(도시하지 않음)이 소정간격으로 형성되어 있으며, 상기 다수의 분출공은 후방으로 경사진 구조로 되어 있다.

이에 따라 분출공으로부터 후방으로 고압수가 우산살과 같이 경사지게 분출되고, 이 경사진 방향으로 분출하는 고압수는 고압호스(40)을 회전시키며, 분출되는 고압수의 수직방향 분력은 취수관(20)벽에 점착된 오니를 제거하게 되며, 이때 취수관(20)의 물유입공(25)을 메꾸고 있는 이물질도 함께 제거할 수도 있게 된다.

그리고, 고압수의 수평방향 분력은 회전되는 고압호스(40)에 추진력을 주어 고압호스(40)가 별도의 외력을 가하지 않더라도 취수관(20)내부에서 자유롭게 이동하면서 세정할 수 있도록 된다.

상기 세정공정(S2)이 이루짐과 동시에 세정공정(S2)이 완료될 때까지 펌핑공정(S3)이 이루어지는데, 이 펌핑공정(S3)은 양수기(50) 또는/및 진공흡인차(60)를 통하여 이루어진다.

상기 양수기(50)는 취수관(20)에 집수된 물을 외부로 펌핑하여 상기 1차버블링공정(S1)과 세정공정(S2)에 의해 관벽으로부터 분리된 오니나 이물질을 물과 함께 외부로 배출하기 위한 것으로, 양수기는 수중펌프로 하는 것이 바람직하며, 그 용량은 작업조건에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있다.

상기 진공흡인차(60)는 양수기(50)와 함께 진공압을 형성하여 취수관(20)내의 오니와 모래 등이 포함된 오수를 진공흡입하기 위한 것으로, 오수를 흡인저장하는 저장탱크(61)와 이 저장탱크(61)에 연결되면서 진공압을 형성하는 블로워와 같은 진공발생기(62)를 구비하고 있다.

여기서, 상기 저장탱크(61) 내부에는 유압원에 의해 구동되면서 흡인되는 오수중의 물을 탱크(61)외부로 펌핑하기 위한 유압펌프(도시하지 않음)가 구비되어 있다.

즉, 진공발생기(62)에 의해 저장탱크(61)로 흡인되는 오수 중에는 오니가 대략 20% 정도이고, 나머지는 80%는 거의 물로 이루어지고, 저장탱크(61)는 일정한 용적을 가지고 있는 바, 진공흡인되는 오수가 단시간에 저장탱크(61)에 충만되어 흡인작업을 계속적으로 할 수 없으므로 저장탱크(61)가 탑재된 진공흡인차(60)를 자주 교체해야 한다.

이와 같이 진공흡인차(60)의 잦은 교체는 진공흡인작업을 자주 중단시키게 되고 작업시간도 장기간 소요되므로, 본 발명의 실시례와 같이 진공탱크(61)에 내장된 유압펌프를 사용하여 오수에서 오니가 침전되고 상부에 위치하는 물을 계속적으로 외부로 펌핑하면 그 만큼 진공흡인차(60)을 자주 교체하지 않고서도 연속적인 오니 흡인작업을 할 수 있고, 작업시간도 줄일 수 있게 된다.

상기 세정공정(S2)과 펌핑공정(S3)에 의해 관내부의 오니를 제거작업이 이루어진 후 2차버블링공정(S4)이 이루어지는 데, 이 2차버블링공정(S4)은 취수관(20)내에 고압의 압축공기를 공급하여 1차버블링공정(S1)에서 모두 제거되지 않은 여과층(30)내의 잔여 이물질을 부유시켜 제거하므로써 여과층(30)의 여과기능을 회복하기 위한 공정으로, 이는 상술한 1차버블링공정(S1)과 동일한 방법으로 이루어지므로 여기서는 생략하기로 한다.

상기 검사공정(S5)은 2차버블링공정(S4)후에 취수관(20)의 세정작업이 제대로 이루어졌는가를 점검하기 위한 것으로 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 취수관(20)내에 수중카메라(70)를 투입하여 이루어지며, 수중카메라(70)는 지상에 있는 검사차량(71)에 의해 제어되며 수중카메라(70)에 의해 촬영된 영상은 검사차량(71)에 구비된 모니터(도시하지 않음)상에 디스플레이된다.

이에 따라 작업자는 모니터의 영상을 확인하면서 수중카메라(70)를 제어할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 실시례에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 세정방법에 의하면, 취수관 내부로 작업자가 직접 들어가지 않고서도 취수관내의 이물질과 관벽에 점착된 오니를 간단하게 세정할 수 있게 된다.

또한, 취수관내부로 직접 고압의 압축공기를 공급하여 여과층의 공극에 채워진 이물질을 제거할 수 있으로써, 흐르는 물줄기를 차단하기 위한 방벽을 설치 및 방벽내부의 물의 펌핑작업 및 여과층 교체작업과 같은 번거로운 작업이 불필요하게 되며 작업시간 및 안전사고도 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 취수관 세정방법을 설명하기 위한 공정도,

도 2는 본 발명의 버블링공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도,

도 3은 본 발명의 세정 및 펌핑공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도,

도 4는 본 발명의 2차버블링공정 및 검사공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도,

도 5는 일반적으로 하천이나 강바닥에 취수관이 매설된 상태를 나타내기 위한 단면도이다.

☞도면의 주요부분에 대한 부호의 설명☜

S1 : 1차버블링공정 S2 : 세정공정

S3 : 펌핑공정 S4 : 2차버블링공정

S5 : 검사공정

10 : 강 20 : 취수관

21 : 맨홀뚜껑 22 : 압축공기호스

23 : 공기압축기 24 : 공기압축차

25 : 물유입공 30 : 여과층

40 : 고압호스 41 : 분사노즐

42 : 고압수공급차 50 : 양수기

60 : 진공흡인차 61 : 저장탱크

62 : 진공발생기 70 : 수중카메라

71 : 검사차량

Claims (8)

1. 취수관에 고압의 압축공기를 공급하여 상기 취수관에 형성된 물유입공을 거쳐 배출되는 압축공기를 통해 여과층의 공극을 메우고 있는 이물질을 제거하는 1차버블링공정;

   상기 취수관에 삽입된 고압호스로부터 분출되는 고압수를 통해 상기 취수관벽에 점착된 오니와 녹을 제거함과 더불어 상기 취수관에 형성된 물유입공을 폐쇄하는 이물질을 제거하는 세정공정;

   상기 세정공정에 의해 제거된 오니가 섞인 취수관내의 오수를 외부로 계속해서 배출하는 펌핑공정;

   상기 세정공정과 펌핑공정이 완료된 후 상기 취수관내에 고압의 압축공기를 공급하여 여과층내의 이물질을 부유시켜 제거하는 2차버블링공정; 및

   상기 2차버블링공정이 이루어진 후 상기 취수관에 수중카메라를 진입시켜 관세정상태를 점검하는 검사공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 취수관 세정방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 펌핑공정은 양수기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 취수관 세정방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 펌핑공정은 저장탱크를 구비한 진공흡인차에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 취수관 세정방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 펌핑공정은 양수기와 저장탱크를 구비한 진공흡인차에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 취수관 세정방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 저장탱크 내부에는 연속흡인작업을 위해 유압펌프가 내장되어 흡인된 오수중의 물을 외부로 펌핑할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 취수관 세정방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 양수기는 수중펌프인 것을 특징으로 하는 취수관 세정방법.