KR101128825B1 - 여과지용 스트레이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가 흐를 수 있도록 중공부를 구비하고 일단부에 플랜지가 형성되는 바디, 및 외주부와 상부가 수직하게 배치되는 원통형으로 형성되며 상기 플랜지를 덮도록 배치되는 캡을 포함하고, 상기 캡은 상기 캡의 길이 방향을 따라 외주부에서 내주부로 관통되게 형성되며 유체가 상기 캡의 상부로도 분출될 수 있도록 상기 캡의 상부로 연장되게 관통되고 상기 외주부를 따라 기설정된 간격을 두고 각각 이격되게 배치되는 복수의 슬릿과, 상기 복수의 슬릿 사이에 형성되며 상기 내주부로부터 돌출되게 이루어지는 격벽과, 상기 상부의 중심에서 돌출되고 상기 외주부를 향하여 경사지게 형성되며 유체가 상기 복수의 슬릿을 향해 흐를 수 있게 유체의 이동을 가이드하도록 이루어지는 경사부, 및 상기 상부를 덮도록 상기 격벽에서 돌출되게 형성되고 상기 경사부를 감싸도록 배치되며 상기 상부를 보강하도록 이루어지는 보강부를 포함하는 여과지용 스트레이너를 제공한다.

Description

여과지용 스트레이너{STRAINER FOR FILTER BASIN}

본 발명은 여과수를 통과시키고 역세척수를 분출시키도록 이루어지는 여과지용 스트레이너에 관한 것이다.

일반적으로 여과지(濾過池)는 정수장(淨水場)에서 원수(原水)를 처리하는 마지막 단계에 해당되는 시설로서, 문제가 발생하는 즉시 정수(淨水) 생산을 중단해야 하는 중요한 시설이므로, 지속적으로 양질의 정수를 생산할 수 있도록 꾸준한 개선 방안이 강구된다.

정수공정에서 주로 사용되는 급속여과공정의 경우, 부유입자가 모래 등의 여재층을 통과하면서 여재의 공극에 포획되거나, 입자표면에 차단, 부착됨으로써 탁질이 제거된다. 여과 시간이 흐름에 따라 여재층 내에 억류된 고형물이 증가하여 여과량이 적어지고 손실수두가 증가하게 된다. 손실수두의 증가, 유출수의 탁도 누출, 설정된 여과지속 시간이 경과되면 여과공정을 중단하여 물과 공기의 흐름을 반대로 함으로써 여재를 팽창?유동시켜 여재층에 억류된 고형물을 제거하는 역세척을 하게 된다.

역세척 단계는 역세척수에 의해 여재층을 유동화시켜 여재간 상호충돌, 마찰, 수류전단력에 의해 부착된 탁질을 분리시킨다. 역세척시 역세척수량은 여재입경에 따른 적정 역세척 속도를 결정하여 산정하는데 불충분한 역세척은 여재에 억류된 고형물을 완전히 제거할 수 없으며, 역세척 속도를 너무 높게 하면 여재의 팽창율이 증가되어 여재가 손실될 우려가 있다.

또한, 적정의 역세척 속도라 하더라도 스트레이너의 구조적 문제로 인해 스트레이너 상부는 충분한 역세척이 이루어질 수 없다. 따라서, 역세척 성능을 보다 향상시킬 수 있는 개선된 구조의 스트레이너가 고려될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 기존의 여과지 시설에 큰 변경이나 교체 없이도, 역세척 성능을 보다 향상시킬 수 있는 개선된 구조의 스트레이너를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 개선된 구조를 가지면서도 내구성이 우수한 스트레이너를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 여과지용 스트레이너는 유체가 흐를 수 있도록 중공부를 구비하고 일단부에 플랜지가 형성되는 바디, 및 외주부와 상부가 수직하게 배치되는 원통형으로 형성되며 상기 플랜지를 덮도록 배치되는 캡을 포함하고, 상기 캡은 상기 캡의 길이 방향을 따라 외주부에서 내주부로 관통되게 형성되며 유체가 상기 캡의 상부로도 분출될 수 있도록 상기 캡의 상부로 연장되게 관통되고 상기 외주부를 따라 기설정된 간격을 두고 각각 이격되게 배치되는 복수의 슬릿과, 상기 복수의 슬릿 사이에 형성되며 상기 내주부로부터 돌출되게 이루어지는 격벽과, 상기 상부의 중심에서 돌출되고 상기 외주부를 향하여 경사지게 형성되며 유체가 상기 복수의 슬릿을 향해 흐를 수 있게 유체의 이동을 가이드하도록 이루어지는 경사부, 및 상기 상부를 덮도록 상기 격벽에서 돌출되게 형성되고 상기 경사부를 감싸도록 배치되며 상기 상부를 보강하도록 이루어지는 보강부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 상부는 상기 격벽이 형성되는 중공 형상의 제1영역, 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이고 상기 보강부가 형성되는 제2영역을 포함하며, 상기 복수의 슬릿은 상기 제1영역 내에서 상기 상부로 연장되게 관통된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 여과지용 스트레이너는 상기 복수의 슬릿에서 상기 상부로 연장되게 관통되는 부분의 일면을 형성하고, 상기 상부로 유체의 이동을 가이드하도록 경사지게 형성되는 가이드부를 더 포함한다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 상부의 상기 격벽 사이의 공간은 상기 복수의 슬릿에서 상기 상부로 연장되게 관통되는 부분을 형성한다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 여과지용 스트레이너는 상기 제2영역에 배치되고 유체가 상기 캡의 상부로 분출될 수 있도록 상기 상부에 관통되게 형성되는 홀을 더 포함하며, 상기 홀은 상기 복수의 슬릿 사이에 배치된다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 복수의 슬릿은 유체가 캡의 상부로도 분출될 수 있도록 캡의 상부로 연장되게 관통되는바, 역세척수가 캡의 상부에도 공급되어 역세척 성능이 보다 향상될 수 있다.

또한, 보강부는 격벽에서 돌출되어 상부를 덮도록 형성되므로, 복수의 슬릿이 상부로 연장되게 관통됨으로 인해 내구성이 떨어질 수 있는 캡의 외주부와 상부의 연결부분이 보강될 수 있다. 따라서, 역세척 성능을 보다 향상시킬 수 있는 개선된 구조를 가지면서도 내구성이 우수한 스트레이너가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 여과지의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 스트레이너의 일 예를 보인 사시도.
도 3은 도 2의 캡의 확대도.
도 4는 도 2에 도시된 캡의 내부를 보인 사시도.
도 5는 도 4의 A 부분의 확대도.
도 6은 도 2에 도시된 캡의 단면도.
도 7은 도 1의 스트레이너의 다른 일 예를 보인 사시도.

이하, 본 발명에 관련된 여과지용 스트레이너에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일?유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 여과지의 단면도이다.

도 1과 같이, 여과지(1)는 여과실(11), 정수로(13) 및 퇴수로(14)를 형성하기 위한 기초 구조물(10)을 포함한다.

여과실(11)의 하부에는 상부의 입수부(18)로부터 유입된 물을 여과시켜 정수로(13)로 보내기 위한 하부 집수시설(20)이 설치된다. 하부 집수시설(20)은 다양한 입도(粒度)를 갖는 모래 등으로 이루어진 여재층(23), 여재층(23)을 지지하며 여재층(23)에 의하여 여과된 정수를 통과시키는 스트레이너 블록(stainer block; 21), 및 스트레이너 블록(21)을 통과한 정수를 집수시키는 집수정(24) 등을 포함한다.

여재층(23)은 스트레이너 블록(21)의 바닥에 입도가 큰 여재가 배치되고, 상부로 갈수록 입도가 작아지도록 배치되도록 3 ~ 4 또는 그 이상의 세부 여재층을 포함한다.

스트레이너 블록(21)은 정수시 여재층(23)을 통과한 정수(淨水)를 통과키시고, 역세척시 역세척수 또는 공기를 통과시킬 수 있게 형성되는 복수의 스트레이너를 포함한다. 스트레이너 블록(21)은 여재층(23)을 보호할 수 있는 구조로 형성되며, 역세척시 역압에 의하여 기초 구조물(10)로부터 이탈되지 않도록 기둥 또는 벽에 견고하게 고정된다. 스트레이너 블록(21)은 도 1과 같이 수평하게 형성될 수 있으며, 이와 달리 티피 블록(Teepee block) 또는 그밖의 형태로 형성되는 것도 가능하다.

하부 집수시설(20)은 중앙에 상하로 격리되게 각각 형성되는 퇴수로(14)와 정수로(13)를 중심으로 양측에 형성된다.

정수시에는 입수부(18)를 통하여 여과실(11)로 유입된 원수(原水)가 중력에 의하여 여재층(23)을 통과하며 여과된다. 이 과정에서 원수에 포함되어 있는 탁질은 여재층(23)에 쌓이게 된다. 원수는 여재층(23)을 이루는 각 세부 여재층들을 순차적으로 통과하며 스트레이너 블록(21)의 스트레이너를 통하여 집수정(24)으로 모이게 된다. 집수정(24)의 정수는 중앙의 정수로(13)를 통하여 다음 단계로 흘러 가게 된다.

역세척시에는 펌프에 의하여 역세척수 또는 공기를 정수로(13)에 공급시킴으로써 이루어진다. 즉, 정수로(13)에 역압이 걸리면 역세척수는 집수정(24)으로 역으로 흐르게 된다. 각 집수정(24)에서 역세척수는 스트레이너를 통하여 솟아 오르게 된다. 스트레이너를 통과한 역세척수는 여재층(23)을 통하면서 여재층(23)을 교란시켜 여재층(23)에 고착된 탁질(F)을 분리시킨다.

여재층(23)으로부터 분리된 탁질 또는 탁질과 함께 포함된 가벼운 여재는 역세척수의 흐름과 함께 수면 방향으로 부상된다. 수면으로 부상한 탁질(F) 및 여재(S)는 중앙의 퇴수로 방향으로 흐름을 형성시키는 입수부(18)의 표면수류에 의하여 월류벽(15) 쪽으로 이동된다.

월류벽(15) 쪽으로 이동된 탁질(F)과 여재(S)의 혼합물은 월류벽(15)을 넘어 중앙의 퇴수로(14)에서 모여 흘러 나간다.

월류벽(15)의 상단에는 역세척수에 포함되어 있는 여재가 월류벽(15)을 흘러 넘어가지 않도록 차단시키는 여재 차단장치(30)가 설치될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 스트레이너(100)의 일 예를 보인 사시도이다.

스트레이너(100)는 스트레이너 블록(21)에 삽입된다. 스트레이너(100)는 복수 개로 형성되어 스트레이너 블록(21)에 기설정된 간격을 두고 각각 이격되게 설치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 스트레이너(100)는 바디(110) 및 캡(120)을 포함한다.

바디(110)는 길이방향으로 연장되게 형성되고, 유체가 흐를 수 있도록 중공부(111)를 구비한다. 바디(110)의 일단부에는 플랜지(112)가 형성되어 스트레이너(100)가 스트레이너 블록(21)에 걸쳐질 수 있도록 이루어진다. 플랜지(112)와 인접한 위치에는 스트레이너(100)가 스트레이너 블록(21)에 나사 결합을 통해 고정되도록 나사선(113)이 형성될 수 있다.

캡(120)은 외주부와 상부가 수직하게 배치되는 원통형으로 형성되며, 플랜지(112)를 덮도록 배치된다. 바디(110)와 캡(120)은 나사 결합 또는 용융 접합 등에 의해 결합될 수 있다. 바디(110)와 캡(120)이 용융 접합되는 경우, 바디(110)와 캡(120) 사이에는 바디(110) 또는 캡(120)이 용융 후 응고되어 형성되는 결합층이 배치될 수 있다.

이하에서는 기존의 여과지 시설에 큰 변경이나 교체 없이도, 역세척 성능을 향상시킬 수 있는 개선된 구조의 스트레이너(100)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3 및 4는 도 2에 도시된 캡(120)의 외부 및 내부를 각각 보인 사시도이고, 도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이며, 도 6은 도 2에 도시된 캡(120)의 단면도이다.

도 3 내지 6을 참조하면, 캡(120)은 복수의 슬릿(130), 격벽(140), 경사부(150) 및 보강부(160)를 포함한다.

복수의 슬릿(130)은 캡(120)의 길이 방향을 따라 캡(120)의 외주부에서 내주부로 관통되게 형성된다. 복수의 슬릿(130)은 외주부를 따라 기설정된 간격을 두고 각각 이격되게 배치된다. 슬릿(130)의 횡단면은 노즐 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 외주부의 슬릿(130)의 폭이 내주부의 슬릿(130)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 정수 과정에서 내주부로 이물질이 끼는 현상이 방지될 수 있고, 역세척 과정에서 노즐 효과를 통해 역세척수의 분출 압력 및 속도가 증가될 수 있다.

외주부에 형성되는 슬릿(130)은 역세척수가 상부로도 분출될 수 있도록 캡(120)의 상부로 연장되게 관통된다. 상부 슬릿(130)의 종단면도 앞서 설명한 바와 같이 노즐 형태로 이루어질 수 있다. 역세척수는 상부에 형성되는 슬릿(130)을 통해 분출되어 상부의 여재층(23)을 유동화시키며, 여재간 상호충돌, 마찰, 수류전단력에 의해 부착된 탁질을 분리시킨다.

구체적으로, 복수의 슬릿(130)이 외주부에만 형성될 경우, 캡(120)의 상부에는 역세척수의 공급이 미치지 못하여 충분한 역세척이 이루어질 수 없다. 이처럼 역세척수가 공급되지 못하는 영역이 있으면 세척 시간이 길어지고, 그만큼 역세척수가 많이 사용되어 역세척 비용이 증가한다.

그러나 상기 구조에 의하면, 역세척수가 캡(120)의 외주부 뿐만 아니라 상부로도 분출되므로, 캡(120)의 상부를 포함한 보다 넓은 영역의 여과재의 역세척이 가능하다. 따라서, 역세척을 위한 시간이 절약되고, 비용이 절감되는 현저한 효과를 갖는다. 또한, 슬릿(130)이 외주부에서 상부로 연장되게 형성되므로, 구조적으로 단순하여 제조비용을 크게 들이지 않고도 상기한 효과가 발휘될 수 있다.

복수의 슬릿(130) 사이에는 격벽(140)이 형성된다. 격벽(140)은 내주부로부터 돌출되게 이루어지고, 점차 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다. 격벽(140)은 역세척수가 슬릿(130)을 통해 분출시 캡(120)이 나사 결합되는 방향으로 회전력을 갖도록 일방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

캡(120)의 내부에는 경사부(150)가 형성되어 역세척수가 복수의 슬릿(130)을 향해 흐를 수 있게 역세척수의 이동을 가이드하도록 이루어진다. 경사부(150)는 상부의 중심에서 돌출되고, 외주부를 향하여 경사지게 형성된다. 경사부(150)가 형성됨으로써, 역세척수가 복수의 슬릿(130) 각각으로 균등하게 분배될 수 있고, 역세척수가 캡(120)에 가하는 충격량이 감소될 수 있다.

보강부(160)는 격벽(140)에서 돌출되어 상부를 덮도록 형성되고, 경사부(150)를 감싸도록 배치된다. 보강부(160)는 복수의 슬릿(130)이 상부로 연장되게 관통됨으로 인해 내구성이 떨어질 수 있는 캡(120)의 외주부와 상부의 연결부분을 보강한다. 따라서, 역세척 성능을 보다 향상시킬 수 있는 개선된 구조를 가지면서도 내구성이 우수한 스트레이너(100)가 제공될 수 있다.

상부는 격벽(140)이 형성되는 중공 형상의 제1영역(121) 및 제1영역(121)에 의해 둘러싸이고, 보강부(160)가 형성되는 제2영역(122)을 포함한다. 복수의 슬릿(130)은 제1영역(121) 내에서 상부로 연장되게 관통될 수 있다.

또한, 상부의 격벽(140) 사이의 공간은 복수의 슬릿(130)에서 상부로 연장되게 관통되는 부분을 형성할 수 있다. 복수의 슬릿(130)에서 상부로 연장되게 관통되는 부분의 종단면은 노즐 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 외부의 슬릿(130)의 폭이 내부의 슬릿(130)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 정수 과정에서 내부로 이물질이 끼는 현상이 방지될 수 있고, 역세척 과정에서 노즐 효과를 통해 역세척수의 분출 압력 및 속도가 증가될 수 있다.

복수의 슬릿(130)에서 상부로 연장되게 관통되는 부분을 형성하는 일면은 가이드부(170)를 형성할 수 있다. 가이드부(170)는 경사부(150)로부터 연장되고, 상부로 역세척수의 이동을 가이드하도록 경사지게 형성된다. 가이드부(170)는 상부를 기준으로 예각 범위 내의 경사를 갖도록 이루어질 수 있다.

가이드부(170)가 형성되지 않는 경우, 역세척수의 분출 속도로 인해 역세척수의 대부분은 상부에 형성되는 슬릿(130)으로 분출되지 못하고 외주부에 형성되는 슬릿(130)을 향하여 흐르게 된다. 그러나 상기 구조에 의하면, 가이드부(170)는 역세척수의 이동을 가이드하도록 이루어지므로, 상부에 형성되는 슬릿(130)으로 분출되는 역세척수의 양이 증가될 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 스트레이너의 다른 일 예를 보인 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예와 관련된 스트레이너는 캡(220)을 제외하고는 앞서 설명한 스트레이너(100)와 동일한 구성을 가진다. 따라서, 이하에서는 역세척 성능을 보다 향상시킬 수 있는 스트레이너의 다른 일 예를 중심으로 설명하기로 한다.

캡(220)은 복수의 슬릿(230), 격벽(240), 경사부(미도시) 및 보강부(미도시)를 포함한다. 상기 구성은 앞서 설명한 바와 같다.

상부는 격벽(240)이 형성되는 중공 형상의 제1영역(221) 및 제1영역(221)에 의해 둘러싸이고, 보강부가 형성되는 제2영역(222)을 포함한다. 복수의 슬릿(230)은 제1영역(221) 내에서 상부로 연장되게 관통될 수 있다.

제2영역(222)에는 내부에서 외부로 관통되는 홀(280)이 형성된다. 홀(280)은 역세척수가 캡(220)의 상부로 분출될 수 있도록 이루어진다. 외부의 홀(280)의 폭은 내부의 홀(280)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 정수 과정에서 내부로 이물질이 끼는 현상이 방지될 수 있고, 역세척 과정에서 노즐 효과를 통해 역세척수의 분출 압력 및 속도가 증가될 수 있다.

홀(280)은 상부로 연장되는 복수의 슬릿(230) 사이에 배치될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 상부로 공급되는 역세척수의 양이 증가될 수 있으므로, 스트레이너 상부의 보다 충분한 역세척이 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 여과지용 스트레이너는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (5)

1. 유체가 흐를 수 있도록 중공부(111)를 구비하고, 일단부에 플랜지(112)가 형성되는 바디(110); 및
   외주부와 상부가 수직하게 배치되는 원통형으로 형성되며, 상기 플랜지를 덮도록 배치되는 캡(120)을 포함하고,
   상기 상부는 제1영역(121)과 제2영역(122)을 포함하며,
   상기 캡의 축방향과 평행하게 외주부에서 내주부로 관통되게 형성되며, 유체가 상기 캡의 상부로도 분출될 수 있도록 상기 캡의 상부로 연장되게 관통되고, 상기 외주부를 따라 기 설정된 간격을 두고 각각 이격되게 배치되고 제1영역 내에서 상기 상부로 연장되게 관통되는 복수의 슬릿(130);
   상기 복수의 슬릿 사이에 형성되며, 상기 내주부로부터 돌출되게 이루어지는 격벽(140);
   상기 상부 제2영역의 중심에서 돌출되고, 상기 외주부를 향하여 경사지게 형성되며, 유체가 상기 복수의 슬릿을 향해 흐를 수 있게 유체의 이동을 가이드하도록 이루어지는 경사부(150)를 가지는 여과지용 스트레이너(100)에 있어서,
   상기 복수의 슬릿에서 상기 상부로 연장되게 관통되는 부분의 일면을 형성하고, 상기 경사부로부터 연장되어 상기 상부로 유체의 이동을 가이드하도록 상부를 기준으로 예각 범위 내의 경사를 갖도록 형성되는 가이드부(170);
   상기 격벽에서 돌출되어 상기 상부를 덮도록 경사지게 형성되며, 상기 상부를 보강하도록 이루어지는 제2영역에 형성된 보강부(160); 및
   유체가 상기 캡의 상부로 분출될 수 있도록 상기 상부에 관통되게 형성되고, 상기 복수의 슬릿 사이에 형성되어 상기 보강부의 경사진 단부에 인접하게 배치되는 외부의 폭이 내부의 폭보다 좁게 형성된 홀(280)을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과지용 스트레이너.
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