KR100700631B1 - 펌프 여과장치 및 이를 이용한 분수시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펌프 여과장치 및 이를 이용한 분수시스템으로, 이러한 본 발명의 분수시스템은 순환펌프로 하천수를 펌핑하여 각 스프레이 노즐을 통해 분사시키도록 제어하는 분수시스템에 있어서, 전술한 순환펌프와 연결됨과 아울러 수중에 안착되고, 그 표면에 미세한 유입다공이 형성되어 이물질은 걸러내고 물을 여과하는 여과장치;와, 여과장치의 둘레에 입자 크기가 큰 순서대로 자갈 및 모래를 쌓아 형성되는 여재층을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 여과장치는 일 실시예로 일단면이 개구된 관 모양에 미세한 유입다공이 형성되어 있고, 개구된 일단면에는 순환펌프와의 연결을 위한 연결나사부가 관통 형성되어 이루어진다. 또한, 다른 실시예로서, 상기 여과장치는 외측 및 내측의 이중 관형으로 상하면이 폐쇄되어 있고, 외측 관의 측부에는 내측면에 암나사가 형성되어 있는 복수개의 연결관이 돌출 형성되어 있으며, 내측 관에는 관통공이 형성되어 물이 내부로 유입되게 하는 몸체부;와, 몸체부의 연결관에 체결될 수 있도록 연결나사부가 관통 형성되어 있고, 연결나사부의 일측에 미세한 유입다공이 형성되어 있는 관이 일체화로 구비되는 복수개의 여과기; 및 몸체부의 내측 관에 관통 형성되어 내부로 유입된 물이 외부로 토출되게 하는 토출관으로 이루어진다.
여과장치, 펌프, 다공, 이물질,
Description
도 1은 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템의 개통도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 펌프 여과장치의 다양한 실시예,
도 4는 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 설치시 사용 상태를 나타낸 측단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌프 여과장치를 도시한 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 펌프 여과장치의 단면도,
도 7은 도 5에 도시된 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템의 사용 상태도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10;기계실 12;순환펌프
14;저장탱크 15;개폐밸브
16;분배기 18;제어밸브
20,200;스프레이 노즐 30,30'300;여과장치
32,32',322;유입다공 34,34',324;연결나사부
40,400;여재층 50,500;망체
100;수중펌프 310;몸체부
312,314;내,외측관 316;여과재
320;복수개의 여과기 330;토출구
본 발명은 하천의 물을 펌핑하여 분사시키는 분수시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천의 물을 펌핑시 수중내 이물질은 걸러내고 펌핑된 물은 여과하여 정화한 후 분사시킴으로써 펌프의 수명을 연장하고 저수위에서도 분사 긴으을 가능토록 하는 펌프 여과장치 및 이를 이용한 분사시스템에 관한 것이다.
일반적으로 분수는 분수대에 물을 가압하여 공급하는 펌프와, 가압된 물을 분사하는 분수대 및 노즐과, 소정의 물이 저장되고 조형물이나 장식물이 설치되는 하나의 수조로 이루어져 있다.
최근에는 분수대의 분사 밸브를 제어할 수 있는 장치를 구비하여 사전에 프로그램화되고 세팅된 시간에 따라 밸브를 조정함으로써 분사되는 물의 양을 조절함과 더불어 펌핑되는 모터의 회전속도를 가변 제어하여 다양한 형태의 분출 효과를 표현하고 있다.
그런데, 이를 위한 분수의 펌프에는 물의 가압시 흡입력에 의해 수중내에 있는 이물질이 흡입하게 되어 펌프의 흡입관이 막히고 펌프의 가동이 중지되거나, 또는 순환펌프로부터 토출되는 물이 혼탁해져서 결국 수중내를 전체적으로 혼탁시키게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 순환펌프를 이용하여 물을 펌핑하는 경우 이물질은 걸러내고 물만 여과하여 공급하도록 하는 펌프 여과장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 펌프 여과장치를 이용하여 하천 등의 저수조내 물을 원활하게 펌핑하고, 펌핑된 물을 노즐을 통해 다시 하천으로 분사함으로써 다양한 분위기의 분수를 연출함과 더불어 자원을 재활용하여 수도물의 사용을 줄이고, 저수위에서도 분사 연출이 가능하도록 하는 펌프 여과장치를 이용한 분사시스템을 제공하는 데에 있다.
전술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템은 순환펌프로 하천수를 펌핑하여 각 스프레이 노즐을 통해 분사시키도록 제어하는 분수시스템에 있어서, 상기 순환펌프와 연결됨과 아울러 수중에 안착되고, 그 표면에 미세한 유입다공이 형성되어 이물질은 걸러내고 물을 여과하는 여과장치; 와, 상기 여과장치의 둘레에 입자 크기가 큰 순서대로 자갈 및 모래를 쌓아 형성되어진 여재층을 포함하여 구성된다.
상기 여과장치는 일 실시예로 일단면이 개구된 관 모양에 그 표면에 미세한 유입다공이 형성되어 있고, 상기 개구된 일단면에 상기 순환펌프와의 연결을 위한 연결나사부가 관통 형성되어 이루어진다.
또한, 다른 실시예로서, 상기 여과장치는 외측 및 내측의 이중 관형으로 상하면이 폐쇄되어 있고, 상기 외측 관의 측부에는 내측면에 암나사가 형성되어 있는 복수개의 연결관이 돌출 형성되어 있으며, 상기 내측 관에는 관통공이 형성되어 물이 내부로 유입되게 하는 몸체부;와, 상기 몸체부의 연결관에 체결될 수 있도록 연결나사부가 관통 형성되고, 상기 연결나사부의 일측에 미세한 유입다공이 형성되어 있는 관이 일체화로 형성되는 복수개의 여과기; 및 상기 몸체부의 내측 관에 관통 형성되어 내부로 유입된 물이 외부로 토출되게 하는 토출관으로 이루어진다. 이때, 상기 몸체부의 외측 및 내측 관 사이에는 상기 복수개의 여과기로부터 유입되는 물을 정화시키도록 다공질의 여과재가 충진된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템의 개통도이다.
참고로, 이하에서 기술되는 저수조(1)는 수족관이나 공원, 하천 등을 일컫는 통합 단어로 가정한다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템은 저수조(1)의 외측에 구비되어 저수조(1)내 물을 가압하여 공급하는 기계실(10)과, 기계실(10)로부터 방출되는 물을 분사하는 스프레이 노즐(20), 저수조(1)내에 설치되어 상기 기계실(10)과 연결되는 여과장치(30), 여과장치(30)의 둘레를 따라 자갈 또는 모래가 쌓여지는 여재층(40)로 구성된다.
더욱 상세히 설명하면, 전술한 기계실(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 저수조(1)의 물을 가압하여 공급하는 순환펌프(12)와, 가압된 물을 일시 저장하는 저장탱크(14), 저장탱크(14)의 개폐를 제어하는 개폐밸브(15), 저장탱크(14)로부터 물을 분배하여 해당 스프레이 노즐(20)로 이동시키는 분배기(16), 각 스프레이 노즐(20)로 분사되는 물의 양을 제어하기 위한 제어밸브(18)로 구성된다.
그리고, 도시된 스프레이 노즐(20)은 기계실(10)로부터 방출되는 물을 분사하도록 저수조(1)의 상측에 해당 제어밸브(18)와 연결되는 관을 통해 다수개 고정 설치되어 있다.
여과장치(30)는 표면에 미세한 유입다공(32)이 천공된 채로 저수조(1) 내부에 안착되어 있으며, 유입다공(32)이 형성되어 있는 외측 주변에는 자갈 및 모래 등의 여재가 쌓여지는 여재층(40)이 형성되어 있다. 이러한 여과장치(30)에 대한 세부 설명은 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
따라서, 이와 같이 구성되는 분수시스템에서 기계실(10)의 순환펌프(12)를 가동하는 경우, 순환펌프(12)의 흡입력에 의해 저주조(1)내 물이 주변의 여재층 (40)을 통과하고 여과장치(30)로 유입됨으로써 순환펌프(12)로 흡입되는데, 이때 주변의 여재층(40) 및 여과장치(30)의 유입다공(32)을 통해 물과 함께 유입되는 이물질이 여과되고, 순환펌프(12)로 흡입된 물만이 유입되어 분배기(16)를 통해 해당 스프레이 노즐(20)로 분사된다. 이러한 본 발명에 따른 분수시스템은 저장탱크(14)에 임시 저장되어 있는 물을 이용함으로써 저수위 또는 일정한 수위를 유지하고 있는 저수조(1)내에서 다양한 분출 효과를 연출할 수 있다. 또한, 물을 재활용함으로써 수도물을 절약할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 펌프 여과장치에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 펌프 여과장치의 다양한 실시예이고, 도 4는 본 발명에 따른 펌프 여과장치를 설치시 사용 상태를 나타낸 측면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치(30,30')는 일측이 개구된 기둥 모양의 관으로 그 단면이 원형이거나 사각, 육각형 등과 같이 다양하게 형성되고, 그 표면에는 미세한 유입다공(32,32')이 천공되어 있으며, 개구된 일측에는 순환펌프(12)간 연결을 용이하게 하게 위한 연결나사부(34,34')가 관통 형성되어 있다. 이러한 여과장치(30,30')는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 재질이나 미세망이 형성되어 있는 부직포로 이루어질 수 있는 바, 저수조(1)의 제2차 환경오염에 대한 피해를 줄이고 저수조(1)내 생육하는 생물에 대해 해를 끼치지 않는 범위내에서 다양한 재질로 형성될 수 있다.
이러한 여과장치(30,30')를 설치시, 여과장치(30,30')의 연결나사부(34,34') 를 순환펌프(12) 또는 순환펌프(12)와 연결되는 관에 체결하고, 여과장치(30,30') 외측에 자갈 및 모래 등의 여재를 입자 크기가 큰 순서대로 차례대로 쌓아 이물질이 가장 외측에 쌓여진 미세한 입자에 의해 용이하게 여과되도록 이루어진다. 이때, 저수조(1)내 잔류하고 있는 물의 흐름 또는 유속에 의해 주변의 여재가 흩어질 수 있으므로 도 4에 도시된 바와 같이 그물망 구조의 망체(50)를 이용하여 망체(50) 내부에 여과재를 입자 크기가 큰 순서대로 충진하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌프 여과장치를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 펌프 여과장치의 단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템의 사용 상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과장치(300)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 여과장치(30,30')의 복수개가 일체화되어 하나의 여과장치를 이룬 형태로서, 저수조(1)내 양방향의 넓은 영역으로부터 물을 한꺼번에 흡입할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과장치(300)는 중앙의 몸체를 이루는 원통형의 몸체부(310)와, 몸체부(310)를 중심으로 측부 양방향에 일정 각도를 가지고 체결되는 복수개의 여과기(320)로 구성된다.
이러한 복수개의 여과기(320)는 일측이 개구된 기둥형의 관 모양으로 그 표면에 미세한 유입다공(322)이 형성되어 있고, 개구된 일측에는 연결나사부(324)가 관통 형성되어 있다.
몸체부(310)는 외측 및 내측으로 구분이 가능한 이중 관형으로, 상하면은 폐 쇄되어 있고 외측관(312)과 내측관(314) 사이에는 다공질의 세라믹 경랑체인 여과재(316)가 충진되어 있으며, 외측관(312)의 측면에는 복수개의 여과기(320)가 연결나사부(324)에 의해 체결될 수 있도록 그 내측면에 암나사가 형성되는 연결관(312a)이 돌출 형성되어 있다. 그리고, 내측관(314)은 외측관(312)과 내측관(314) 사이에 충진되어 있는 여과재(316)로부터 통과한 물이 내부로 유입될 수 있도록 미세한 관통공(314a)이 형성되어 있으며, 상면에는 내부로 유입된 물이 외부로 토출될 수 있도록 토출관(330)이 형성되어 있다. 이러한 몸체부(310)는 도시된 바와 같이 복수개의 여과기(320)를 양방향으로 용이하게 설치하기 위해서 원통형이 바람직하나, 경우에 따라서는 그 단면이 사각형이나 오각 또는 육각형 등으로 형성할 수 있으며, 물의 신속한 유입을 위하여 외측관(312)에도 미세한 관통공(미도시)이 형성될 수도 있다.
한편, 몸체부(310)에 충진되는 여과재(316)는 통기성 및 배수성이 우수한 다공질의 세라믹 경량체로서, 고온에서 발포 성형된 입상의 다포유리와 난분해성 또는 기숙성된 유기물이 배합되고 적정한 입자 크기로 가공되어 이루어진다. 이때, 적정한 입자 크기라 함은 내측관(314)에 형성되어 있는 관통공(314a) 사이로 여과재(316)가 토출되지 않을 정도의 크기로서, 관통공(314a)의 크기에 의해 결정되기는 하나 통상 2~30mm 범위내로 가공하는 것이 바람직하다. 이는 여과재(316)의 통기성 및 배수성의 기능을 높이기 위함이기도 하다.
그리고, 전술한 입상의 다포유리는 100㎛이하의 입도를 갖는 유리분말 100중량부에 대하여 탄산칼슘, 탄소분말 또는 탄산나트륨으로 구성되는 군으로부터 선택 된 적어도 1종의 발도체를 0.5~2중량부 혼합하고, 산화철, 산화니켈, 산화크롬 또는 산화코발트로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 착색제 0.2~2중량부를 혼합하여 열처리로에 투입한 다음, 6~8℃/분으로 승온하여 700~1,000℃의 온도에서 발포하고 냉각분쇄하여 제조된 것으로, 이의 혼합으로 구성되는 여과재(54)는 건조시 0.5㎏/㎤ 의 압력으로 충진하여 측정한 용적밀도가 0.35 g/㎤이고, 수분포화시 용적밀도는 1.13 g/㎤이며, 용적밀도를 측정한 코어(core)를 이용하여 물로 포화시켰을 때의 수분량으로 계산한 공극률 78.5%, 물로 포화된 것을 48시간 자연배수시켰을 때의 기상률 66.2%, 투수계수 0.26 ㎝/sec, 흡수율 32 중량비를 갖는 물리적인 특성이 있다.
이러한 여과재(316)는 소재 자체가 지니는 다공질을 통해 통기성 및 배수성이 뛰어나고, 다공질 입자에 부착 서식하는 호기성 미생물에 의해 내부로 유입되는 물을 정화할 수 있으며, 더욱이 수중의 산소량을 증가시키게 되어 정화 능력을 촉진시킬 수 있다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템은 복수개의 여과기(320)가 일체화로 체결된 여과장치(314)가 저수조(1)내 안착되고, 복수개의 여과기(320) 외측에는 자갈 또는 모래 등을 쌓아 여재층(400)이 형성되도록 하며, 이러한 여과장치(300)의 토출관(330)에는 수중펌프(100)가 연결됨과 아울러 스프레이 노즐(200)이 저수조(1) 상측에 설치된 구조로, 전술한 실시예에서의 기계실이 따로 구비될 필요없이 설치 작업이 간단하게 이루어질 수 있다.
이때, 여재층(400)은 여과기(320)의 외주연을 따라 외향으로 입자 크기가 큰 순서대로 충진되며, 물의 흐름이나 유속에 의해 변형될 우려를 방지하기 위하여 외부에 그물망의 망체(500)를 씌운다. 그리고, 수중펌프(100)는 경우에 따라 여과장치(300)에 내장될 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 분수시스템을 가동시켜 저수조(1)에 물을 분사하고자 하는 경우, 먼저 다수의 스프레이 노즐(200)을 제어하기 위한 각종 조건을 설정하고 수중펌프(100)를 가동시키면 수중펌프(100)와 연결되어 있는 관을 통해 여과장치(300)의 토출관(330)로부터 흡입력이 발생하게 된다.
그러면, 흡입력에 의해 저수조(1)내 물 뿐만 아니라 각종 이물질이 수중펌프(100) 측으로 흡입되는데, 흡입되는 이물질은 여과기(300) 외측에 형성되어 있는 여재층(400) 및 복수 여과기(320)의 유입다공(322)에 의해 여과되고, 저수조(1)내 물은 상기 유입다공(322)을 통해 여과장치(300)의 내부로 유입된다. 그리고, 몸체부(310)내 여과재(316)에 의해 정화된 후 내측관(314)으로 이동되어, 상측의 토출관(330)을 통해 수중펌프(100)로 흡입된다. 수중펌프(100)로 흡입되는 물은 이미 설정되어 있는 해당 스프레이 노즐(200)로 분배되어 스프레이 노즐(200)을 통해 분사됨으로써 저수조(1)에 다양한 분수를 연출할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 펌프 여과장치 및 이를 이용한 분수시스템의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하천의 이물질을 여과할 수 있어 분리 배출이 용이하며, 이물질이 펌프로 유입되는 것을 방지함으로써 펌프의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 하천수를 순환 반복적으로 펌핑하여 분사시킴으로써 자원을 재활용하고 수도물을 절약할 수 있으며, 하상과 자갈층으로 흐르는 물을 이용하므로 저수위시에도 분사 연출이 가능한 효과가 있다.
더욱이, 복수개의 여과기를 복합적으로 사용이 가능하기 때문에 신속한 물의 펌핑이 가능하고 이와 동시에 이물질을 여과할 수 있으며, 또한 내부에 여과재가 충진되어 있어 유입되는 물을 정화하여 분사할 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 순환펌프로 하천수를 펌핑하여 각 스프레이 노즐을 통해 분사시키도록 제어하는 분수시스템에 있어서,외측 및 내측의 이중 관형으로 상하면이 폐쇄되어 있고, 상기 외측 관의 측부에는 내측면에 암나사가 형성되어 있는 복수개의 연결관이 돌출 형성되어 있으며, 상기 내측 관에는 관통공이 형성되어 물이 내부로 유입되게 하는 몸체부와, 상기 몸체부의 연결관에 체결될 수 있도록 연결나사부가 관통 형성되고, 상기 연결나사부의 일측에 미세한 유입다공이 형성되어 있는 관이 일체화로 형성되는 복수개의 여과기 및 상기 몸체부의 내측 관에 관통 형성되어 내부로 유입된 물이 외부로 토출되게 하는 토출관으로 이루어져, 상기 순환펌프와 연결됨과 아울러 수중에 안착되고, 그 표면에 미세한 유입다공이 형성되어 이물질은 걸러내고 물을 여과하는 여과장치;와,상기 여과장치의 둘레에 입자 크기가 큰 순서대로 자갈 및 모래를 쌓아 형성되어진 여재층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 여과장치는일단면이 개구된 관 모양으로 그 표면에 미세한 유입다공이 형성되어 있고, 상기 개구된 일단면에 상기 순환펌프와의 연결을 위한 연결나사부가 관통 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 몸체부의 외측 및 내측 관 사이에 상기 복수개의 여과기로부터 유입되는 물을 정화시키도록 다공질의 여과재가 충진되는 것을 특징으로 하는 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템.
- 제 1 항, 제 2항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 여재층이 물의 유속에 의해 변형되는 것을 방지하도록 상기 여재층의 둘레를 감싸는 그물망의 망체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 여과재는 100㎛이하의 입도를 갖는 유리분말 100중량부에 대하여 탄산칼슘, 탄소분말 또는 탄산나트륨으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 발도체를 0.5~2중량부 혼합하고, 산화철, 산화니켈, 산화크롬 또는 산화코발트로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 착색제 0.2~2중량부를 혼합하여 열처리로에 투입한 다음, 6~8℃/분으로 승온하여 700~1,000℃의 온도에서 발포하고 냉각분쇄하여 제조된 입상의 다포 유리와, 난분해성 또는 기숙성된 유기물을 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 펌프 여과장치를 이용한 분수시스템.
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