KR101102979B1 - 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이펀의 원리만을 이용하여 여과장치의 여과층에 침적된 슬러지를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 여과층 자체를 세척할 수 있고, 또한 슬러지 제거와 세척이 완료된 후에 사이펀 효과에 의한 누수를 방지할 수 있는 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에 관한 것이다.

Description

침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치{Auto filtering apparatus capable of removing deposits}
본 발명은 정수장에 사용되는 여과장치에 관한 것으로서, 특히 정수 과정에서 여과층에서 침적되는 슬러지를 동력의 사용 없이 자동적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 여과층을 세척할 수 있는 기능을 가지는 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에 관한 것이다.
일반적으로 우리들이 먹는 수돗물은 취수장에서 공급하는 강물과 같은 원수를 정수장으로 보내면, 정수장에서는 여과장치를 이용하여 원수를 정수해 각 가정이나 건물에 공급하게 된다.
정수장에서 여러 단계의 여과장치를 사용하지만, 원수를 최초로 정수하는 여과장치는 원수에 존재하는 불순물 입자를 걸러내기 위하여 자갈과 모래로 이루어진 여과층을 이용한다. 이러한 자갈과 모래로 이루어진 여과층을 원수가 통과하면서 원수에 포함된 불순물 입자들이 걸러져 일차적으로 원수의 정수가 이루어지게 된다. 이와 같은 종래 여과장치는 도 1에 도시된 것과 같이 구성된다.
종래 여과장치에서는, 원수유입관(101)을 통해 처리조(100) 내의 여과실(104) 측으로 원수가 유입되고, 유입된 원수는 자갈층(105A) 및 모래층(105B)과 스트레이너(105)에 의해 여과되어 정수되어 하부의 집수실(105)에 집수된다.
상기 집수실(105)에 집수된 정수는 정수통로(106)를 통해 처리조(100)의 상측 정수실(103)에 저장되고, 수위가 상승함에 따라 정수실(103)의 정수는 정수유출관(107)을 통해 배출된다.
상기와 같은 여과장치에서 자갈과 모래로 된 여과층에는 원수에 걸러진 불순물에 의해 슬러지가 형성되게 되고, 이 슬러지에 의해 여과층을 원수가 통과하기 어렵게 되어 여과장치의 기능을 떨어지게 된다. 따라서, 여과층 상부에 존재하는 슬러지형태의 불순물을 제거하고 또한 여과층 내에 존재하는 불순물을 제거하기 위해 여과층을 세척하여야만 한다. 그러나, 종래의 여과장치에서는 별도의 슬러지 제거장치와 불순물 제거를 위한 여과층 세척장치가 없는 관계로 여과장치의 가동을 중단한 다음 슬러지를 제거하고 또한 여과층을 세척하여야 한다는 단점이 있었다.
이와 같은 단점을 없애기 위해, 본 출원인은 등록실용신안 제254483호를 통해 동력을 사용하는 일이 없이 자동적으로 슬러지를 제거함과 동시에 여과층을 세척하는 슬러지 분리형 자동 여과장치를 제안하였다.
도 2에 도시된 바와 같이 구성된 상기 등록실용신안에서 슬러지와 역세척 과정은 다음과 같다.
처리조(1) 내의 정수실(13)이 만수위 상태가 되어 원수여과실 유입관(21)을 통한 원수 유입속도가 저하되면, 원수유입조(11)의 전체적인 수위가 상승되면서 역세척조작관(32)의 입구를 통해 원수가 유입된다. 이에 따라서, 진공흡입관(33) 내부는 역세척조작관(32) 내의 원수가 벤튜리부(32A)를 통과하면서 발생된 진공압에 의해 흡입력이 발생되고, 이의 진공 흡입력에 의해 슬러지 집속부(2)에 의해 여과실(14) 중앙에 집결된 슬러지를 강제로 흡입하게 되는 것이다.
그리고 슬러지는 가이드(31C)에 의해 안내되어 싸이펀관(31) 내부로 유입되고, 상기 싸이펀관(31)의 출구를 통해 슬러지 집수조(34)에 배출됨으로써 역세척과 동시에 슬러지의 분리회수가 이루어지게 된다.
그러나, 상기 등록실용신안에서 싸이펀관(31)의 출구가 수봉조(31A) 내측에 위치하고, 수봉조는 항상 물로 가득 차 있기 때문에 상기 싸이펀관을 통한 역세척과 슬러지의 분리회수가 이루어진 다음에도 싸이펀관을 통해 물이 조금씩 수봉조로 흘러내리게 된다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 사이펀의 원리만을 이용하여 여과장치의 여과층에 침적된 슬러지를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 여과층 자체를 세척할 수 있고, 또한 슬러지 제거와 세척이 완료된 후에 사이펀 효과에 의한 누수를 방지할 수 있는 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치는, 원수를 유입하여 정수하는 정수탱크와, 정수탱크에서 정수되지 않고서 정수탱크로부터 배출되는 물을 저장하는 배수조로 이루어지고; 상기 정수탱크는 유입된 원수를 저수하는 원수 저수부와, 원수를 정수하는 정수부와, 상기 원수 저수부와 정수부 사이에 위치하여 정수된 물을 저장하는 제2 정수 저수부로 이루어지고, 상기 원수 저수부와, 정수부와 제2정수 저장부는 격벽에 의해 서로에 대해 밀폐된 구조로 이루어지며; 상기 원수 저수부에는 외부로부터 원수 저수부에 원수를 공급하기 위한 제1원수 공급파이프가 연결되고, 상기 원수 저수부와 정수부 사이에는 원수 저수부에서 정수부로 원수를 공급하기 위한 제2원수 공급파이프가 설치되고; 상기 정수부에는 정수부 측으로 경사지게 형성되는 경사부와, 상기 경사부로부터 아래방향으로 수직연장하는 수직연장부로 이루어져 상기 정수부를 세척할 시에 정수부에 슬러지형태로 퇴적된 불순물을 제거하는 싸이펀 파이프가 설치되며; 상기 싸이펀 파이프의 수직연장부의 단부는 상기 배수조 내측의 수봉조 내측에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에서, 상기 정수부는 모래층과 자갈층과 그리고 상기 모래층과 자갈층을 지지하는 한편 여과된 정수를 투과시키는 투과층으로 이루어지고; 상기 투과층 아래에는 상기 모래층과 자갈층에 의해 불순물이 여과된 정수가 일차적으로 저수되는 제1 정수 저수부가 형성되며; 상기 제1 정수 저수부는 제1정수 배출파이프를 통해 상기 제2 정수부에 연통되고, 상기 제2정수 저수부의 상측에는 제2정수 저수부에 저수되는 정수를 외부로 배출하기 위한 제2정수 배출파이프가 설치되며, 또한, 상기 제2정수 저수부의 내측에 항상 대기압이 유지되도록 하기 위하여 상기 제2정수 저수부 상부는 외기파이프와 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에서, 상기 싸이펀 파이프의 상기 경사부와 수직연장부가 만나는 지점에는 싸이펀 효과를 이루기 위해 싸이펀 파이프 내측의 공기를 배출하기 위한 공기배출파이프가 설치되고, 상기 공기배출파이프 측면에는 싸이펀 효과를 중단하기 위해 싸이펀 파이프 내측으로 공기를 유입하기 위한 공기유입파이프가 설치되며, 상기 공기유입파이프가 설치되는 지점 위쪽의 공기배출파이프에는 외부로만 공기가 배출되고 외부로부터의 공기유입을 차단하는 제1체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에서, 상기 싸이펀 파이프의 수직연장부의 단부에는 물을 배출하기 위한 다수의 배출구가 다수 형성되고, 상기 수직연장부의 말단 내측에는 싸이펀 파이프를 통해 배출되는 물을 흐름을 측방향으로 유도하기 위한 "ㅅ" 형상의 물흐름 안내판이 설치되며, 상기 배출측 단부에는 상기 배출구를 통한 물의 배출을 단속하기 위한 "요(凹)"형의 제1고정형 밀폐구이 싸이펀 파이프의 배출구 하측에 설치되고, 상기 배출구 상측에서 상기 싸이펀 파이프에 "요(凹)"형의 제2고정형 밀폐구가 설치되고, 상기 제1고정형 밀폐구와 상기 제2고정형 밀폐구 사이에서 상기 싸이펀 파이프를 따라 이동할 수 있는 "요(凹)"형의 이동형 밀폐구가 싸이펀 파이프에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에서, 상기 제1고정형 밀폐구 내측에는 상기 이동형 밀폐구와 협동하여 상기 배출구를 밀폐하기 위해 제1기밀용 패킹이 설치되고, 상기 제2고정형 밀폐구 내측에도 상기 이동형 밀폐구와 협동하여 상기 배출구를 밀폐하기 위한 제2기밀용 패킹이 설치되며, 상기 이동형 밀폐구의 하부에는 상기 제1기밀용 패킹과 정합하는 제3기밀용 패킹이 설치되고, 상기 이동형 밀폐구(220)의 상부 내측에는 상기 제2기밀용 패킹과 정합하는 제4기밀용 패킹이 설치되어, 정수부의 세척이 이루어지지 않을 시에 상기 제1고정형 밀폐구와 제2고정형 밀폐구의 제1 및 제2기밀용 패킹들이 이동형 밀폐구의 제2 및 제4기밀용 패킹들과 각각 정합하도록 접촉하여 배출구를 통한 물의 배수를 억제하고, 세척시에는 기밀용 패킹들 간의 정합이 해제하여 배출구를 통한 물의 배수가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에서, 상기 이동형 밀폐구는 부력체이고; 상기 싸이펀 파이프의 수직연장부에는, 상기 싸이펀 파이프를 통한 정수부의 세척시에 상기 이동형 밀폐구를 싸이펀 파이프 상측으로 이동시켜 상기 이동형 밀폐구들과 고정형 밀폐구들의 기밀용 패킹들의 정합에 의한 상기 배출구의 밀폐상태를 해제하여 상기 배출구를 통한 물의 배출이 이루어지도록 하기 위해 상기 밀폐구를 이동시키도록 상기 수봉조에 물을 공급하는 물공급파이프가 설치되고, 상기 물공급파이프에는 물공급파이프를 통해서 물만 배출되게 하고, 역으로 싸이펀 파이프 내측으로 공기나 물과 같은 유체가 역류하는 것을 방지하기 위하여 제2체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 별도의 동력없이 정수부의 모래층과 자갈층을 싸이펀 원리를 이용하여 세척함과 동시에 모래층과 자갈층에 존재하는 불순물이나 불순물에 의한 슬러지를 분리회수할 수 있기 때문에 운용 및 전력소비에 따른 비용절감효과가 있을 뿐만 아니라, 정수부의 세척에 소요되는 시간을 단축시켜 운용효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 종래 장치에서 싸이펀관을 통한 역세척과 슬러지의 분리회수가 이루어진 다음에도 싸이펀관을 통해 물이 조금씩 수봉조로 흘러내리게 된다는 문제점을 해결하여 정수의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행기술에 따른 여과장치를 도시한 도면.
도 2는 선행기술에 따른 다른 여과장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치의 구성을 단면으로 도시한 도면.
도 4는 도 3의 A부분의 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치를 통한 정수과정을 설명하는 도면.
도 6은 도 5의 B부분의 확대도.
도 7은 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치의 싸이펀 파이프로 원수의 유입을 설명하는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동여과장치에서, 싸이펀 파이프와 정수를 이용한 슬러지 제거를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동여과장치에서, 슬러지 제거를 설명하는 도면.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 3과 도 4에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 자동여과장치는 원수를 유입하여 정수하는 정수탱크(200)와, 정수탱크에서 정수되지 않고서 정수탱크로부터 배출되는 물을 저장하는 배수조(300)로 이루어진다.
상기 정수탱크(200)는 유입된 원수를 저수하는 원수 저수부(210)와, 원수를 정수하는 정수부(220)와, 상기 원수 저수부와 정수부 사이에 위치하여 정수된 물을 저장하는 제2 정수 저수부(230)로 이루어진다. 상기 원수 저수부와, 정수부와 정수 저장부는 격벽에 의해 서로에 대해 밀폐된 구조로 이루어지고, 소정의 파이프수단을 통해서 서로 연통한다.
상기 원수 저수부(210)에는 외부로부터 원수 저수부에 원수를 공급하기 위한 제1원수 공급파이프(211)가 연결되고, 상기 원수 저수부(210)와 정수부(220) 사이에는 원수 저수부에서 정수부(220)로 원수를 공급하기 위한 제2원수 공급파이프(212)가 설치된다. 상기 제2원수 공급파이프는 상기 정수 저수부(230)를 통과하여 상기 원수 저수부(210) 내측에서 양 옆으로 연장하도록 형성된다.
상기 정수부(220)는 원수에 함유되어 있는 불순물을 여과하는 곳으로서, 모래층(221)과 자갈층(222)으로 이루어진다. 상기 모래층과 자갈층은 정수를 투과시키는 투과층(223)에 의해 지지된다. 상기 투과층(223) 아래에는 상기 모래층과 자갈층에 의해 불순물이 여과된 정수가 일차적으로 저수되는 제1 정수 저수부(224)가 형성된다. 상기 제1 정수 저수부(224)는 제1정수 배출파이프(231)를 통해 상기 제2 정수부(230)에 연통된다.
상기 제2정수 저수부(230)의 상측에는 제2정수 저수부에 저수되는 정수를 외부로 배출하기 위한 제2정수 배출파이프(232)가 설치되게 된다. 또한, 상기 제2정수 저수부의 내측에 항상 대기압이 유지되도록 하기 위하여 상기 제2정수 저수부 상부는 외기파이프(233)와 연결된다. 외부에 위치하는 상기 외기파이프의 단부는, 외기파이프를 통해 제2정수 저수부로 오염물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 우산손잡이 모양의 반원형으로 만곡되게 형성된다.
한편, 상기 정수부(220)를 역세척할 시에 정수부에 슬러지형태로 퇴적된 불순물을 제거하기 위해 상기 정수부 상측에는 싸이펀 파이프(225)가 연결된다. 그리고 상기 정수부 내측에서 상기 싸이펀 파이프의 유입측, 즉 경사부 단부의 단부에 슬러지 집속부(225'1)가 설치된다. 상기 싸이펀 파이프(225)는 추후에 설명하듯이 여과된 정수를 이용하여 정수부의 모래층과 자갈층을 역세척할 때 사용하는 것이고, 상기 슬러지 집속부는 역세척 시에 모래층 위, 모래층 내 그리고 자갈층에 존재하는 슬러지 형태의 불순물을 싸이펀 파이프로 유도하여 싸이펀 파이프를 통한 슬러지의 배출을 원활히 하기 위한 것이다.
상기 싸이펀 파이프는 상기 정수부(220) 측으로 경사지게 형성되는 경사부와, 상기 경사부로부터 아래방향으로 수직연장하는 수직연장부로 이루어진다. 그리고, 싸이펀 파이프의 최상측부에는, 즉 상기 경사부와 수직연장부가 만나는 지점에는 싸이펀 효과를 이루기 위해 싸이펀 파이프 내측의 공기를 배출하기 위한 공기배출파이프(225'2)가 설치되고, 상기 공기배출파이프(225'2) 측면에는 싸이펀 효과를 중단하기 위해 싸이펀 파이프 내측으로 공기를 유입하기 위한 공기유입파이프(225'3)가 설치된다. 그리고, 상기 공기유입파이프가 설치되는 지점 위쪽의 공기배출파이프(225'2)에는 외부로만 공기가 배출되고 외부로부터의 공기유입을 차단하는 제1체크밸브(CV1)가 설치된다.
상기 싸이펀 파이프(225)의 배출측의 단부는, 즉 수직연장부의 단부는 도 2에 도시한 바와 같이 배수조(300) 내측의 수봉조(310)에 위치하게 되는데, 배출측의 단부가 수봉조의 바닥에 근처에 위치하도록 위치하게 된다. 상기 배출측 단부 근처에서 상기 싸이펀 파이프(225)의 측면에는 물을 배출하기 위한 배출구(225'4)가 다수 형성된다. 상기 배출측 단부에는 싸이펀 파이프를 통해 배출되는 물을 흐름을 원활하게 하기 위하여 "ㅅ" 형상의 물흐름 안내판(225'5)이 설치된다. 따라서, 싸이펀 파이프를 통해 흐르는 물이 상기 물흐름 안내판에 의해 상기 배출구측으로 유도되어 배출구를 통한 물의 배출이 원활하게 된다.
그리고, 상기 배출측 단부에는 상기 배출구를 통한 물의 배출을 단속하기 위한 "요(凹)"형의 제1고정형 밀폐구(226)이 설치되고, 상기 배출구(225'4) 상측에서 상기 싸이펀 파이프에 "요(凹)"형의 제2고정형 밀폐구(227)가 설치된다. 상기 제1고정형 밀폐구와 상기 제2고정형 밀폐구 사이에서 상기 싸이펀 파이프를 따라 이동할 수 있는 "요(凹)"형의 이동형 밀폐구(228)가 싸이펀 파이프에 설치된다.
상기 제1고정형 밀폐구(226) 내측에는 상기 이동형 밀폐구와 협동하여 상기 배출구(225'4)를 밀폐하기 위해 제1기밀용 패킹(226'1)이 설치되고, 상기 제2고정형 밀폐구(227) 내측에도 상기 이동형 밀폐구와 협동하여 상기 배출구를 밀폐하기 위한 제2기밀용 패킹(227'1)이 설치된다.
상기 이동형 밀폐구(228)의 하부에는 상기 제1기밀용 패킹(226'1)과 정합하는 제3기밀용 패킹(228'2)가 설치되고, 상기 이동형 밀폐구(220)의 상부 내측에는 상기 제2기밀용 패킹(227'1)과 정합하는 제4기밀용 패킹(228'1)이 설치된다.
한편, 상기 이동형 밀폐구를 물에 의해 뜨는 부력체로 이루어지게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치를 통한 정수과정을 설명하는 도면이고, 도 6은 도 5의 B부분의 확대도로서, 특히 도 6은 상기 이동형 밀폐구의 제3및 제4기밀용 패킹이 상기 제1 및 제2고정형 밀폐구의 제1및 제2기밀용 패킹과 정합하여 상기 싸이펀 파이프의 배출구(225'4)를 통해 물이 배출되지 않도록 상기 배출구를 밀폐하는 것을 도시한 도면이다. 싸이펀 파이프(225)를 통한 정수부(220)의 역세척이 이루어지지 않을 시에는 이동형 밀폐구와 고정형 밀폐구는 상기 싸이펀 파이프의 배출구를 밀폐하도록 위치한다.
한편, 상기 싸이펀 파이프(225)의 수직연장부에는, 상기 싸이펀 파이프를 통한 정수부(220)의 역세척시에 상기 이동형 밀폐구(229)를 싸이펀 파이프 상측으로 이동시켜 상기 이동형 밀폐구와 고정형 밀폐구에 의한 밀폐상태를 해제하여 상기 배출구(225'4)를 통한 물의 배출이 이루어지도록 하기 위해 상기 수봉조(310)에 물을 공급하는 물공급파이프(225'6)가 설치된다. 상기 물공급파이프(225'6)에는 물공급파이프를 통해서 물만 배출되게 하고, 역으로 싸이펀 파이프(225) 내측으로 공기나 물과 같은 유체가 역류하는 것을 방지하기 위하여 제2체크밸브(CV2)가 설치된다.
이상에서 설명한 것과 같이 구성된 본 발명에 따른 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
도 5과 도 6에 도시한 바와 같이, 제1원수 공급파이프(211)를 통해 원수 저수부(210)에 원수를 공급하게 되면, 원수는 제2원수 공급파이프(212)를 통해 정수부(220)로 공급되게 된다. 정수부(220)에 공급된 원수는 모래층(221)과 자갈층(222) 및 투과층(223)을 통과한 다음 제1정수 저수부(224)에 저수되게 된다. 이때, 원수에 포함된 불순물들은 상기 모래층과 자갈층을 지나면서 모래층과 자갈층에 의해 여과되게 된다. 상기 모래층과 자갈층을 지나 정수되는 물의 양이 많아지면 상기 제1정수 저수부(224)에 저수된 정수는 제1정수 배출파이프(231)를 통해 제2정수부(230)로 이동하게 된다. 제2정수 저수부(230) 내측에 저수되는 정수의 수위가 높아져 제2정수 배출파이프(232)가 연결된 곳에 도달하게 되면, 정수는 제2정수 파이프를 통해 외부로 배출되게 된다.
상기에서 설명한 방식을 통해 불순물이 함유된 원수가 본 발명에 따른 자동 여과장치에서 여과되어 불순물이 제거된 정수가 외부로 배출되게 된다.
그러나, 본 발명에 따른 자동 여과장치에서 원수를 정수하는 과정에서, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 정수부(220)의 모래층(221)과 자갈층(222)에 의해 여과되는 원수 중의 불순물의 양이 많아지게 되면 불순물(S)들이 슬러지형태로 모래층 표면 상에 존재하고 또한 모래층과 자갈층 내측에 존재하게 된다. 이와 같이, 슬러지형태의 불순물들이 많이 퇴적되게 되면 모래층과 자갈층을 통해 여과되는 원수의 양이 줄어들게 되고, 이에 따라서 제1원수 공급파이프(211)를 통해 정수부에 공급되는 원수가 원활히 여과되지 못하고 정수부 내측의 원수가 서서히 싸이펀 파이프(225)의 경사부를 타고 올라가 수직연장부를 통해 아래측으로 떨어지게 된다.
이때, 수봉조(310)에는 물이 없는 관계로 이동형 밀폐구(228)가 자중에 의해 도 6에 도시된 바와 같이 싸이펀 파이프의 배출측 단부(수직연장부 끝단)에 위치하게 되어 제1고정형 밀폐구(226)의 제1기밀용 패킹(226'1)과 제2고정형 밀폐구(227)의 제2기밀용 밀폐구(227'1)가 이동형 밀폐구(228)의 제3기밀용 밀폐구(228'2)와 제4기밀용 밀폐구(228'1)와 각각 정합하기 때문에 싸이펀 파이프(225)의 배출구(225'4)를 통해 물이 배출되지 않게 된다. 따라서, 싸이펀 파이프의 수직연장부로 유입된 물은 싸이펀 파이프의 배출측 단부에서부터 서서히 차오르게 된다.
싸이펀 파이프 배출측 단부에서부터 물이 서서히 차오르다가 물공급 파이프(225'6)가 설치된 지점에 이르게 되면 물공급 파이프를 통해 수봉조에 물이 저수되는 한편, 물공급 파이프를 통해 수봉조로 유입되는 물이 양이 적기 때문에, 정수부(220)에서 공급되는 물은 싸이펀 파이프의 수직연장부 내측에서 서서히 차오르게 되고, 싸이펀 파이프 내측에 존재하는 공기는 제1체크밸브(V1)를 통해 외부로 유출되게 되어 궁극적으로 싸이펀 파이프 내측에는 완전히 물로만 가득 차게 된다.
한편, 수봉조에 물이 유입되면, 도 7에 도시한 바와 같이 부력체로 이루어진 이동형 밀폐구(228)가 떠오르게 되어 싸이펀 파이프의 배출구(225'4)가 개방되어 싸이펀 파이프 내측의 물이 배출되게 된다. 이때, 제1원수 공급파이프(211)를 통한 원수의 공급을 중단하게 되면, 싸이펀 원리에 의해 싸이펀 파이프를 통해 정수부에서 물이 수봉조로 배출되고, 이에 따라서 제2정수 저수부(230)에 저수된 정수가 제1정수 배출파이프(231)를 통해 제1정수 저수부(224)로 공급되게 되고, 제1정수 저수부에 공급되는 정수는 투과층(223)과, 자갈층(222)과 모래층(221)을 차례로 통과하여 싸이펀 파이프를 통해 수봉조로 배출되게 된다. 이때, 투과층과, 자갈층과 모래층을 차례로 지나는 정수에 의해서 모래층과, 자갈층에 존재하는 불순물 또는 슬러지(S)와, 모래층 표면에 퇴적된 불순물 슬러지가 부유되고, 부유된 불순물과 슬러지는 슬러지 집속부(225'1)를 통해서 싸이펀 파이프로 흘러들어가게 되고, 마지막에는 싸이펀 파이프의 배출구를 통해 배출되게 된다.
싸이펀 원리를 이용한 싸이펀 파이프를 통한 정수 배출이 계속 진행되면, 정수부 내측의 정수의 수위가 점점 낮아지게 되고, 수위가 공기유입파이프(225'3) 아래로 낮아지게 되면, 도 8에 도시한 바와 같이 제2정수 저수부 중의 공기가 상기 공기유입파이프와 공기유입파이프에 연결된 공기배출파이프(225'2)를 통해 싸이펀 파이프 내측으로 유입되게 되어 싸이펀 파이프에서 싸이펀 원리를 이용한 정수의 배출이 중단되게 된다.
이상에서 설명한 것과 같이 제2정수 저수부에 저수된 정수와, 싸이펀 파이프를 이용한 정수부의 모래층과, 자갈층의 불순물과 불순물 슬러지 세척이 완료되면 도 3과 도 4에 도시한 상태가 되고, 제1원공급파이프를 통해 원수를 공급하면서 정수를 수행하게 된다.

Claims (6)

  1. 원수를 유입하여 정수하는 정수탱크(200)와, 정수탱크에서 정수되지 않고서 정수탱크로부터 배출되는 물을 저장하는 배수조(300)로 이루어지는, 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치로서,
    상기 정수탱크(200)는 유입된 원수를 저수하는 원수 저수부(210)와, 원수를 정수하는 정수부(220)와, 상기 원수 저수부와 정수부 사이에 위치하여 정수된 물을 저장하는 제2 정수 저수부(230)로 이루어지고, 상기 원수 저수부와, 정수부와 제2정수 저수부는 격벽에 의해 서로에 대해 밀폐된 구조로 이루어지며,
    상기 정수부(220)는 모래층(221)과 자갈층(222)과 그리고 상기 모래층과 자갈층을 지지하는 한편 여과된 정수를 투과시키는 투과층(223)으로 이루어지고,
    상기 투과층(223) 아래에는 상기 모래층과 자갈층에 의해 불순물이 여과된 정수가 일차적으로 저수되는 제1 정수 저수부(224)가 형성되며,
    상기 제1 정수 저수부(224)는 제1정수 배출파이프(231)를 통해 상기 제2 정수부(230)에 연통되고,
    상기 제2정수 저수부(230)의 상측에는 제2정수 저수부에 저수되는 정수를 외부로 배출하기 위한 제2정수 배출파이프(232)가 설치되고,
    상기 제2정수 저수부의 내측에 항상 대기압이 유지되도록 하기 위하여 상기 제2정수 저수부 상부는 외기파이프(233)와 연결되고,
    상기 원수 저수부(210)에는 외부로부터 원수 저수부에 원수를 공급하기 위한 제1원수 공급파이프(211)가 연결되고, 상기 원수 저수부(210)와 정수부(220) 사이에는 원수 저수부에서 정수부(220)로 원수를 공급하기 위한 제2원수 공급파이프(212)가 설치되고,
    상기 정수부(220)에는 정수부(220) 측으로 경사지게 형성되는 경사부와, 상기 경사부로부터 아래방향으로 수직연장하는 수직연장부로 이루어져 상기 정수부(220)를 세척할 시에 정수부에 슬러지형태로 퇴적된 불순물을 제거하는 싸이펀 파이프(225)가 설치되며,
    상기 싸이펀 파이프의 수직연장부의 단부는 상기 배수조(300) 내측의 수봉조(310) 내측에 위치하도록 설치되게 구성되는, 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치에 있어서,
    상기 싸이펀 파이프의 수직연장부의 단부에는 물을 배출하기 위한 다수의 배출구(225'4)가 다수 형성되고,
    상기 수직연장부의 말단 내측에는 싸이펀 파이프를 통해 배출되는 물을 흐름을 측방향으로 유도하기 위한 "ㅅ" 형상의 물흐름 안내판(225'5)이 설치되며,
    상기 배출측 단부에는 상기 배출구를 통한 물의 배출을 단속하기 위한 "요(凹)"형의 제1고정형 밀폐구(226)이 싸이펀 파이프의 배출구 하측에 설치되고, 상기 배출구(225'4) 상측에서 상기 싸이펀 파이프에 "요(凹)"형의 제2고정형 밀폐구(227)가 설치되고, 상기 제1고정형 밀폐구와 상기 제2고정형 밀폐구 사이에서 상기 싸이펀 파이프를 따라 이동할 수 있는 "요(凹)"형의 이동형 밀폐구(228)가 싸이펀 파이프에 설치되고,
    상기 제1고정형 밀폐구(226) 내측에는 상기 이동형 밀폐구와 협동하여 상기 배출구(225'4)를 밀폐하기 위해 제1기밀용 패킹(226'1)이 설치되고, 상기 제2고정형 밀폐구(227) 내측에도 상기 이동형 밀폐구와 협동하여 상기 배출구를 밀폐하기 위한 제2기밀용 패킹(227'1)이 설치되며,
    상기 이동형 밀폐구(228)의 하부에는 상기 제1기밀용 패킹(226'1)과 정합하는 제3기밀용 패킹(228'2)가 설치되고, 상기 이동형 밀폐구(220)의 상부 내측에는 상기 제2기밀용 패킹(227'1)과 정합하는 제4기밀용 패킹(228'1)이 설치되어,
    정수부의 세척이 이루어지지 않을 시에 상기 제1고정형 밀폐구와 제2고정형 밀폐구의 제1 및 제2기밀용 패킹들이 이동형 밀폐구의 제2 및 제4기밀용 패킹들과 각각 정합하도록 접촉하여 배출구를 통한 물의 배수를 억제하고, 세척시에는 기밀용 패킹들 간의 정합이 해제하여 배출구를 통한 물의 배수가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동여과장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 싸이펀 파이프(225)의 상기 경사부와 수직연장부가 만나는 지점에는 싸이펀 효과를 이루기 위해 싸이펀 파이프 내측의 공기를 배출하기 위한 공기배출파이프(225'2)가 설치되고, 상기 공기배출파이프(225'2) 측면에는 싸이펀 효과를 중단하기 위해 싸이펀 파이프 내측으로 공기를 유입하기 위한 공기유입파이프(225'3)가 설치되며,
    상기 공기유입파이프가 설치되는 지점 위쪽의 공기배출파이프(225'2)에는 외부로만 공기가 배출되고 외부로부터의 공기유입을 차단하는 제1체크밸브(CV1)가 설치되는 것을 특징으로 하는 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동 여과장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동형 밀폐구는 부력체이고,
    상기 싸이펀 파이프(225)의 수직연장부에는, 상기 싸이펀 파이프를 통한 정수부(220)의 세척시에 상기 이동형 밀폐구(229)를 싸이펀 파이프 상측으로 이동시켜 상기 이동형 밀폐구들과 고정형 밀폐구들의 기밀용 패킹들의 정합에 의한 상기 배출구의 밀폐상태를 해제하여 상기 배출구(225'4)를 통한 물의 배출이 이루어지도록 하기 위해 상기 밀폐구를 이동시키도록 상기 수봉조(310)에 물을 공급하는 물공급파이프(225'6)가 설치되고,
    상기 물공급파이프(225'6)에는 물공급파이프를 통해서 물만 배출되게 하고, 역으로 싸이펀 파이프(225) 내측으로 공기나 물과 같은 유체가 역류하는 것을 방지하기 위하여 제2체크밸브(CV2)가 설치되는 것을 특징으로 하는 침적된 슬러지를 제거할 수 있는 자동여과장치.
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