KR101347353B1 - 지하수의 모래 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하수의 모래 여과 장치에 관한 것으로, 지하수를 양수하여 사용처에 공급할 때 지하수에 포함된 이물질(모래, 슬라임 등)을 깨끗하게 여과하여 이물질에 의한 지하수 배관계통의 막힘과 오동작을 방지하고, 짧고 간단한 방법을 통해 필터 키트의 막힘을 해소하여 유지관리가 용이하면서 정수의 생산능력을 증대함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 지하수의 모래 여과 장치는, 모래를 포함하는 이물질이 혼합된 지하수가 유입되는 급수부(13), 상기 지하수에서 여과된 이물질이 배출되는 이물질 배출부(14), 이물질이 여과된 정수가 출수되는 출수부(15)를 갖는 케이싱(10)과; 상기 케이싱의 내부에 장착되며 상기 케이싱에 유입되는 지하수에 혼합된 이물질을 여과하여 이물질은 상기 케이싱의 이물질 배출부로 유도하는 한편 정수는 상기 출수부로 유도하는 하나 이상의 필터 키트(20)와; 상기 케이싱의 이물질 배출부와 연결되며 상기 케이싱에 있는 이물질을 배출하는 배출수단을 포함하고, 상기 필터 키트는, 정수를 통과시키지만 이물질을 차단하는 다공성의 백필터(22), 상기 백필터의 내부와 외부 중 일측 이상에 배치되어 상기 백필터를 지지하는 지지대를 포함하되, 상기 필터 키트는 상측에 개방부가 형성되거나 둘레부가 폐쇄된 통 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

지하수의 모래 여과 장치{SAND FILTER OF UNDERGROUND WATER}

본 발명은 지하수의 모래 여과 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하수를 양수하여 사용처에 공급할 때 지하수에 포함된 이물질(모래, 슬라임 등)을 깨끗하게 여과하고 유지관리가 용이하도록 한 지하수의 모래 여과 장치에 관한 것이다.

지하수는 지표면 아래로 직경 50~250mm의 크기로 굴착하여 발견되는 수자원으로서 먹는 샘물이나 생활용수, 농업용수 또는 공업용수등으로 사용되어 지고 있으며 지중 열을 이용할 수 있도록 지열용으로도 활용되어지고 있다. 이러한 지하수를 사용하기 위해서는 지상에 펌프를 설치하여 양수하거나 굴착된 지하수 관정에 수중모터펌프를 설치하고 양수파이프를 연결하여 지상까지 양수하여 사용하기도 한다.

이렇게 지하수 관정을 사용하게 되는 경우 지하수 공벽에서 박리되거나 지하수 수맥에서 흘러 들어온 모래나 슬라임 등이 수중모터펌프의 흡입측을 통해 지하수와 함께 지상으로 양수되어지는 경우가 많다. 이러한 양수된 모래나 슬라임은 수량계를 멈추게 하거나 쌓여진 모래로 인해 배관이 폐색되기도 하고 지하수 사용에 불편을 가져오게 된다. 특히 지열설비의 경우에는 지열시스템의 장애를 가져와 정상적인 장치운전에 문제를 발생시키기도 한다.

또한, 농업용 지하수의 경우 스프링클라를 운용하는 중 스프링클라의 작동부나 노즐에 지하수와 함께 양수되어 올라 온 모래가 끼이게 되면 정상적인 작동이 불가하여 급수에 장애를 일으키는 문제가 자주 발생하곤 하였다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 대형의 탱크 하우징 내부에 모래를 채워 이 모래층을 통과하는 과정에서 지하수 중 모래를 제거하는 모래여과장치를 사용하거나 배관 중간에 대형의 스트레이너를 설치하거나 스트레이너를 일부 개선한 모래제거장치를 제작하여 설치 운용하여 왔다. 또는 지하수가 깔때기 형태의 탱크 하우징을 통과하면서 발생되는 싸이클론 효과를 이용하여 모래를 제거하는 장치를 적용하기도 하였으나 미세한 크기의 모래를 백퍼센트 제거에는 한계를 가지고 있었음은 물론 스트레이너나 모래제거장치에 쌓인 모래나 슬라임을 제거하기 위해 정기적으로 인력을 투입하여 시행하는 청소가 필수적인 것이었다.

등록특허 제10-0661770호 등록실용신안 제20-0436287호 등록실용신안 제20-0300516호 등록실용신안 제20-0300519호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미세립의 모래 입자도 여과하여 청정의 정수를 공급하고, 필터수단의 유지관리가 용이한 지하수의 모래 여과 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 지하수의 모래 여과 장치는, 모래를 포함하는 이물질이 혼합된 지하수가 유입되는 급수부, 상기 지하수에서 여과된 이물질이 배출되는 이물질 배출부, 이물질이 여과된 정수가 출수되는 출수부를 갖는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 장착되며 상기 케이싱에 유입되는 지하수에 혼합된 이물질을 여과하여 이물질은 상기 케이싱의 이물질 배출부로 유도하는 한편 정수는 상기 출수부로 유도하는 하나 이상의 필터 키트와; 상기 케이싱의 이물질 배출부와 연결되며 상기 케이싱에 있는 이물질을 배출하는 배출수단을 포함하고, 상기 필터 키트는, 정수를 통과시키지만 이물질을 차단하는 다공성의 백필터, 상기 백필터의 내부와 외부 중 일측 이상에 배치되어 상기 백필터를 지지하는 지지대를 포함하되, 상기 필터 키트는 상측에 개방부가 형성되거나 둘레부가 폐쇄된 통 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 의하면, 종래 모래제거장치에서 지하수의 원심력을 이용한 싸이펀식 제거의 경우 미세립 모래제거는 완벽하게 제거가 되지 않았던 반면 본 발명에서는 미세립의 모래도 완벽하게 제거할 수 있으므로 정수의 공급을 통해 지하수 관련 배관계통 등의 막힘과 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 모래여과장치를 이용한 모래제거의 경우 정기적인 역세를 통해 유지관리를 시행하여야 하는 불편과 다량의 역세용수가 소요되는 불편이 있었으나 본 발명은 에어 등을 통해 필터 키트의 막힘을 해결함으로써 유지관리가 매우 용이하고 지하수의 정화율을 높일 수 있으며 기기의 휴식기를 최소화하여 정수의 생산능력을 증대할 수 있다.

또한, 소용량에서 대용량까지 다양한 크기의 제품을 제작할 수 있게 되어 다양한 용도로 본 발명을 활용할 수 있게 되어 지하수 중 모래를 완벽히 제거하여 사용하여야 하는 관련 산업발전에 기여하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 지하수의 모래 여과 장치의 설치 상태 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 적용된 필터 키트의 고정 구조를 보인 확대도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 적용된 배출안내부를 보인 확대도.
도 5와 도 6은 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 다수의 필터 키트가 적용된 평면도와 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치의 외관 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 고압가스분사기가 적용된 단면도.
도 9a와 도 9b는 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 적용된 브러쉬 및 구동수단을 보인 도면.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 의한 지하수의 모래 여과 장치에 원심분리 유도봉이 적용된 도면.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 의한 지하수의 모래 여과 장치의 구성도.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 지하수의 모래 여과 장치(100)는, 지하수 관정(1) 내부에 있는 지하수를 지하수 채수장치로 채수하여 사용처에 공급하는 과정에서 지하수에 포함된 모래(이물질을 포함)를 여과하여 정수를 사용처에 공급하기 위한 것이다. 상기 지하수 채수장치는, 예컨대 지하수를 펌핑하는 수중 펌프(2), 수중 펌프(2)에 의해 펌핑된 지하수를 공급하는 양수관(3), 양수관(3)과 본 발명의 모래 여과 장치(100)를 연결되는 급수관(4)으로 구성된다. 이하 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 설명한다.

<실시예 1>

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 지하수의 모래 여과 장치(100)는, 모래를 여과하는 공간을 제공하는 케이싱(10), 케이싱(10) 내부에서 지하수에 혼합된 모래를 여과하는 필터 키트(20), 필터 키트(20)에 의해 여과된 모래를 케이싱(10)의 외부로 배출하는 배출수단(30)으로 구성된다.

케이싱(10)은 내부에 공간을 갖는 것으로, 필터 키트(20)의 조립과 유지보수 등을 위하여 상부 덮개(11)와 하부 본체(12)로 분할되어 체결구로 분리 가능하게 조립됨으로써 이루어질 수 있다.

케이싱(10)은 지하수가 유입되는 급수부(13), 지하수에서 여과된 모래가 배출되는 이물질 배출부(14), 이물질이 여과된 정수가 출수되는 출수부(15)를 갖는다.

급수부(13), 이물질 배출부(14), 출수부(15)는 각각 관형의 포트, 구멍 등 다양한 구조가 가능하다.

본 실시예는 지하수가 필터 키트(20)의 내부에서 외부로 흐르는 과정에서 모래를 여과하도록 구성되며, 이에 맞춰 급수부(13)는 필터 키트(20)의 개방부(21)의 위쪽에 배치되고, 이물질 배출부(14)는 바닥부에 배치되며, 출수부(15)는 바닥부에 근접되는 이물질 배출부(14)의 위쪽[급수부(13)에서 멀수록 바람직함]에 배치된다.

출수부(15)는 대체적으로 케이싱(10)의 측면부나 케이싱(10)의 편심된 측면 하부에 연결되는 형태를 취하게 된다.

케이싱(10)은 필터 키트(20)를 지지하기 위하여 내부에 지지대(16)가 구성된다. 지지대(16)는 예를 들어 케이싱(10)의 하부 본체(12)의 상단 개구부쪽에 링형태로 형성될 수 있다. 물론, 지지대(16)는 링 형태로 한정되지 않으며 2개 이상 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성될 수도 있다.

필터 키트(20)는, 지하수에 포함된 모래를 여과하는 필터부재의 조합 등으로 이루어지며 예컨대 상부에 개방부(21)가 형성된 통 구조 또는 둘레부가 폐쇄된 통 구조가 가능하다. 본 실시예에서는 개방부(21)가 형성된 것을 예로 들어 도시하고 설명한다.

필터 키트(20)는 정수를 통과시키지만 이물질을 차단하는 다공성의 백필터(22)로 구성된다.

백필터(22)는 대체적으로 면을 소재로 하거나 PE, PP 등 합성수지를 재질로 하면서 수 마이크론에서 수천 마이크론의 입자를 걸러 제거할 수 있도록 제작되어지게 된다. 이러한 제거 능력은 지하수 양수과정에서 함께 양수되는 모래나 슬라임의 제거에 문제가 없다 하겠다.

백필터(22)는 지하수의 수압 등에 의해 변형될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 지지통(23)이 적용될 수 있다.

지지통(23)은 지하수와 모래의 흐름을 방해하지 않으면서 백필터(22)를 지지하는 형태로서, 다공성의 형태 예를 들어 격자형 판재, 타공판 등의 형태일 수 있고, 재질은 수질에 영향을 미치지 않고 내부식성을 갖는 스테인레스나 PE, PP 등을 재질로 하며, 백필터(22)의 내부 또는/및 외부에 배치되어 백필터(22)를 지지한다.

백필터(22)와 지지통(23)은 고정핀 등을 통해 조립되어 사용된다.

본 실시예에서 지지통(23)는 통 구조인 것으로 한정되는 것은 아니며 백필터(22)를 지지하는 모든 구조가 포함되는 것이다.

한편, 백필터(22)를 보호하고 백필터(22)의 파손 등이 발생할 때 백필터(22)에 축적된 모래나 슬라임이 일시에 지하수 사용처로 이동되는 것을 방지하기 위하여 보호 필터(24)가 적용될 수 있다.

보호 필터(24)는 여과공의 크기를 백필터(22)보다는 크게 하여 정수가 통과할 때 압력강하가 발생되지 않거나 발생하더라도 압력강하가 크지 않도록 하였다.

보호 필터(24)는 고정핀 등을 통해 백필터(22)와 고정되어 사용된다.

도면에는 백필터(22)를 중심으로 하여 내측에는 지지통(23), 외측에는 보호필터(24)가 적용(고정핀으로 고정)된 것으로 도시하였으며, 이는 최적의 필터 키트(20)를 도시한 것일 뿐이며, 전술한 것처럼, 지지통(23)과 보호 필터(24) 중에서 어느 하나만 단독으로 백필터(22)에 적용될 수도 있다.

이와 같은 구성의 필터 키트(20)는 케이싱(10)의 내부에 장착되며, 장착 구조는 예컨대 도 3에서 보이는 바와 같이, 필터 키트(20)는 상단부에 외향의 플랜지(25)[도면에서는 백필터(22), 지지통(23), 보호 필터(24) 모두에 형성된 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 아니함]가 형성되고, 플랜지(25)가 케이싱(10)의 고정부(16) 상부 또는 하부, 바람직하게는 상부에 적층된 후 체결구(26)로 체결되어 장착된다.

본 실시예는 지하수가 필터 키트(20)의 내부에 유입된 후 외부로 흐르는 과정에서 모래가 필터 키트(20)에 적층되어 여과되는 것이며, 따라서, 모래가 필터 키트(20)의 안에 쌓이게 된다. 즉, 필터 키트(20)는 이물질 배출부(14)와 연계하여 모래가 배출수단(30)을 통해 배출되도록 구성되어야 하며, 예를 들어 도 4에서처럼, 필터 키트(20)의 저부에는 이물질 배출부(14) 내부에 삽입되는 배출안내부(27)[플랜지(25)와 마찬가지로 백필터(22), 지지통(23), 보호 필터(24) 모두가 동일하게 형성되는 것으로 한정되지 아니함]가 구성된다.

배출안내부(27)는 이물질 배출부(14)와의 사이에서 누수가 일어나지 않도록 수밀하게 결합되며, 예컨대, 배출안내부(27)의 상단부에는 이물질 배출부(14)의 위에 얹혀지는 턱이 형성될 수 있고, 배출안내부(27)의 둘레부에는 하나 이상의 패킹(28)이 결합될 수 있다.

이와 같이 필터 키트(20)를 케이싱(10) 내부에 설치하게 되면 하단부의 배출안내부(27)가 케이싱(10)의 이물질 배출부(14)에 삽입이 이루어지면서 패킹(28)에 의해 패킹(28)을 경계로 하여 상하부의 수밀성이 확보된 상태로 조합이 이루어진다.

지금까지는 케이싱(10) 내부에 하나의 필터 키트(20)만 구성된 것으로 도시하고 설명하였으나, 지하수의 수량이 많더라도 충분한 양의 정수를 생산할 수 있도록 필터 키트(20)는 케이싱(10) 내부에 2개 이상이 장착될 수 있다. 예를 들어 도 5와 도 6에서 보이는 바와 같이, 하나의 케이싱(10) 내부에 3개의 필터 키트(20)가 장착된다. 이때, 3개의 필터 키트(20)를 지지하기 위한 지지판(17)이 적용된다.

지지판(17)은 배출안내부(27)가 수밀하게 삽입되는 결합되는 구멍 내지 관형의 소켓(17a)이 구비된다.

지지판(17)은 이물질 배출부(14)로부터 일정 높이로 이격되는 곳에 설치되어 3개의 필터 키트(20)를 통해 배출되는 모래가 모이는 모래수집실(18)이 구성될 수 있다.

도 7 중에서 도면 중 미설명 부호 19는 외부에서 케이싱(10)의 내부를 볼 수 있는 투시창이다.

도 2에서 보이는 바와 같이, 배출수단(30)은 모래를 감지하는 이물질 센서(31), 이물질 배출부(14)에 관이음되며 이물질 배출부(14)에서 배출되는 이물질을 이송하는 배출관(32), 배출관(32)에 장착되며 이물질 센서(31)의 감지 값을 근거로 하는 컨트롤러의 제어를 통해 배출관(32)을 개폐하는 배출밸브(33)로 구성될 수 있다.

도 2에서 보이는 바와 같이, 이물질 센서(31)는 예컨대, 각각 신호선을 통해 컨트롤러와 연결되며 빛을 발광하는 발광부와 빛을 수신하는 수광부를 갖는 구성이고, 상기 발광부에서 발광된 빛을 상기 수광부로 반사시키는 반사판(31a)과 함께 설치된다.

이와 같은 구성의 이물질 센서(31)는 모래가 적층되는 부분의 일정 위치에 설치되어, 상기 위치에서 모래의 유무를 감지하는 것이며, 연결봉(31b)을 통해 일정 위치에 설치된다. 즉, 이물질 센서(31)와 반사판(31a) 사이에 모래가 쌓이게 되면 상기 발광부에서 발광된 빛이 상기 수광부로 반사되지 못하며, 이를 근거로 하여 일정량의 모래가 쌓인 것을 확인할 수 있다. 이처럼 이물질 센서(31)에서 모래를 감지하면 컨트롤러는 배출밸브(33)를 통해 배출관(32)을 개방하여 모래가 배출관(32)을 통해 배출되도록 한다.

이물질센서(31)는 별도로 설치되는 모래수집부(200)(도 6 참고) 내부에 설치되어 운용될 수 있음은 물론이다.

모래수집부(200)는 일측이 케이싱(10)의 이물질 배출부(14)와 연결되어 이물질 배출부(14)를 통해 배출되는 모래를 수집하고 타측이 배출수단(30)과 연결되는 탱크이다. 모래수집부(200)는 외부에서 내부를 볼 수 있는 투시부가 갖추어질 수 있다.

모래의 배출이 결정되면 상기 컨트롤러는 지하수의 공급을 차단 제어함으로써 모래 배출을 위한 최소한의 압력 유지가 가능하도록 할 수 있다. 물론 지하수의 공급을 차단하기 위해 출수부(15)에 컨트롤러에 의해 작동될 수 있도록 한 전동밸브를 설치하여 자동으로 운영하거나 수동으로 개폐할 수 있는 밸브를 설치하여 수동으로 조작할 수도 있다. 물론 모래 배출이 진행되는 동안에도 지하수를 공급받아 저장한 후 공급하는 배수지탱크(300)(도 1에 도시됨)가 지표면 아래에 설치되어 있지 않고 모래배출을 위한 수두압력 이상이 될 수 있는 높이에 설치되어 있는 경우에는 별도로 공급수를 차단할 필요는 없다 하겠다. 배수지탱크(300)는 전술한 상황에서 지하수를 저장하는 탱크이며, 출수부(15)와 연결되는 연결관(310), 연결관(310)을 개폐하는 차단밸브(320)와 함께 구성된다.

한편, 이물질 센서(31)를 연결봉(31b)을 통해 승강 가능하게 구성하여 이물질 센서(31)의 높이를 조정함으로써 모래의 배출시기를 자유롭게 셋팅할 수 있다.

이상의 배출수단(30)은 모래의 자중과 중력에 의해서만 배출되도록 하는 것이기 때문에 모래의 배출 시간이 길어지고 모래의 잔류량이 많을 수 있다. 이를 방지하기 위하여 모래를 강제로 배출하는 강제 배출수단이 적용될 수 있다.

상기 강제 배출수단은, 전술한 바와 같이 출수부(15)에 차단밸브(320)(도 1에 도시됨)를 설치하고 케이싱(10)에 압력센서(210)를 설치하도록 함으로써 컨트롤러에 설치된 타이머와 압력센서(210)에 의해 케이싱(10) 내가 배출이 가능한 압력에 도달하기 전까지는 배출밸브(33)가 닫혀 있는 상태를 유지하고 있다가 셋팅된 압력이 되면 배출밸브(33)가 컨트롤러에 조정된 타이머의 시간만큼 개방되어 모래를 배출할 수 있도록 한 것이다. 타이머에 의해 배출밸브(33)가 닫히게 되면 출수부(15)의 차단밸브(320)는 개방되어지게 되고 지하수 공급이 정상적으로 이루어지게 된다.

또한, 도 6에 도시된 것처럼, 고압팽창탱크(400)를 설치하여 운용하는 방법을 구성할 수도 있다. 고압팽창탱크(400) 내부에는 압축공기가 유입되면 체적이 팽창되는 고무튜브(410)가 설치되며 초소형의 에어컴프레서(420)의 가동으로 생산된 고압의 압축공기는 고압팽창탱크(400)의 고무튜브(410)를 팽창시키게 되며 그 내부는 압축공기의 압축력과 고무튜브(410)의 수축탄성이 더해져 있게 된다. 셋팅된 압력 이상이 되면 초소형의 에어컴프레서(420)는 가동이 중지된 상태에서 모래배출을 위한 대기 상태로 있게 된다. 컨트롤러에 의해 모래배출 신호가 발생되면 모래수집부(200)의 모래 유입구측에 설치된 차단밸브(430)가 닫히게 되고 모래 배출밸브(33)는 개방되며 에어관(450)에 설치된 전동밸브(440)가 개방되면서 일거에 다량의 고압압축공기가 유입되어 모래배출이 이루어지도록 한 것이다.

물론 고압의 압축공기 대신에 고압팽창탱크를 갖는 별도의 소형 수압펌프를 연결 설치하여서 동일한 효과를 거둘 수도 있음은 당연하다 할 것이다.

이때 모래수집부(200) 내에 유입된 고압압축공기 또는 압축수의 압력은 차단밸브(430)가 닫혀 있음으로 배출구 쪽으로만 흐름이 유지될 수 있도록 한 것이다.

차단밸브(430)는 슬라이딩 게이트 형태이거나 볼밸브, 또는 버터플라이밸브 형태 등 일 수도 있으며 또는 체크밸브를 설치하여 고압압축공기 또는 압축수의 압력이 유입되는 순간 압력차로 인해 유입방향이 차단될 수 있도록 구성할 수 있다.

물론 도 7에서와 같이 배출수단의 한 예로서

상기 케이싱의 바닥 또는 상기 필터 키트에 모인 이물질을 상기 이물질 배출부(14)[모래수집부(200)를 포함한다]로 강제로 이송 배출하도록 모래유동장치(500) 또는 다량의 압축공기를 공급할 수 있는 고압가스 또는 압축공기 주입수단(600)을 구성시킬 수도 있다.

또한, 수집된 모래가 배출관이나 모래수집부(200) 내에 적층되어서 쌓인 모래의 배출을 용이하게 하기 위해서 배출관이나 모래수집부(200) 외주면에 바이브레이터 또는 고압압축공기 주입배관 등 모래 유동장치(500)를 설치하여 적층된 모래를 유동시켜줌으로써 배출압력이 부가되었을 때 쉽게 모래가 배출될 수 있도록 하였다. 즉, 모래 유동장치(500)는, 지하수의 흐름이 없는 상태에서 적층된 모래는 입도가 작을수록 대체적으로 다져진 상태로 있게 되는데 이 다져진 모래를 물속에서 진동을 주거나 고압의 압축공기의 주입으로 흔들어 줌으로써 유동성을 갖게 하여 배출이 용이하도록 한 효과를 갖게 한것이다.

또한, 상기 강제 배출수단에 의해 모래를 강제로 배출하더라도 필터 키트(20)에 모래가 잔류할 수 있고, 이렇게 되면 필터 키트(20)에 의한 여과율이 떨어질 것이므로 필터 키트(20)의 세척수단이 적용될 수 있다.

상기 세척수단은, 도 2, 또는 도 8에서 보이는 바와 같이,

상기 필터 키트(20)에 고압가스를 분사하여 상기 필터 키트(20)에 달라붙은 이물질을 상기 필터 키트(20)에서 제거하는 고압가스분사기(50)를 구성하는 것이다.

고압가스분사기(50)는 필터 키트(20)에 달라붙은 미세립 모래나 슬라임 등 이물질로 인해 여과효율이 낮아지는 것을 방지하기 위한 세척수단의 하나로서 고압가스주입수단(40), 고압가스탱크(41), 고압가스탱크(41)에 저장된 고압가스를 강제 압송하는 가스관(43),가스관(43)을 통해 이송되는 고압가스를 펄스타입으로 고압가스를 짧은 시간에 다발성으로 방출 방사하는 가스노즐(44)이 구성된 고압가스분사기(50)가 설치된다. 고압가스분사기(50)를 통해 방출된 고압가스 펄스충격은 필터키트(20)의 표면에 순간적으로 충격을 가하게 되고 이 충격에 의해 달라붙은 이물질이 박리되어 세척효과를 높일 수 있게 된다. 고압가스분사기(50)는 지하수의 흐름에 따라 필터키트(20)의 내부 또는 외부에 선택적으로 설치할 수 있다.

다른 예로서, 도 9a와 도 9b에서 보이는 것처럼, 상기 세척수단은, 필터 키트(20)의 내부에 회전 가능하게 장착되며 브러쉬모에 의해 필터 키트(20)를 긁어 필터 키트(20)에 붙은 이물질을 제거하는 브러쉬(60)이다.

브러쉬(60)는 브러쉬 몸체(61)의 둘레부에 다수의 브러쉬모(62)가 형성된 구조이다. 브러쉬모(62)가 필터 키트(20)에 접촉되어야 하며, 브러쉬모(62)의 길이가 길다면 지하수의 흐름을 간섭하지 않거나 간섭하더라도 미약하므로 다른 구성을 필요로 하지 않으나, 브러쉬모(62)의 처짐 등을 막기 위하여 브러쉬모(62)의 길이를 길게 하는데 한계가 있을 것이므로 브러쉬몸체(61)의 외경이 커질 수밖에 없고, 이때, 지하수의 흐름을 최대한 간섭하지 않도록 브러쉬 몸체(61)에는 다수의 통공(63)이 구비된다. 또한, 지하수의 원활한 흐름을 위한 다른 방법으로서 브러쉬모(62)는 브러쉬 몸체(61)에 전체적으로 형성되지 않고 나선형, 지그재그 형으로 형성된다. 브러쉬모(62)가 나선형, 지그재그 형으로 배열되어도 브러쉬(60)가 회전체이기 때문에 필터 키트(20)의 모든 부분을 세척할 수 있다.

브러쉬(60)는 고정체인 필터 키트(20)의 여과공을 막고 있는 모래를 제거하기 위하여 회전 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.

브러쉬(60)의 회전 방법으로는 도 9a와 같이 전원을 인가받아 구동하는 액추에이터 예컨대 모터(64)와 연결되어 회전하는 방법, 도 9b와 같이, 지하수의 흐름에 의해 자연적으로 회전력을 발생하는 수차(66)와 연결되어 회전하는 방법 등이 있다.

도 10에서 보이는 것처럼, 필터 키트(20)의 내부에는 지하수가 필터 키트(20)로 흐를 때 원심분리를 통해 모래를 더욱 원활하게 여과할 수 있도록 원심분리 유도봉(70)이 적용될 수 있다.

원심분리 유도봉(70)은 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 원추형이며, 필터 키트(20)의 내부에 길이방향을 따라 설치되고, 지하수가 둘레부를 따라 흐르도록 하고 이 과정에서 비중이 큰 모래가 바닥부로 떨어지게 된다. 즉, 원심분리 유도봉(70)을 통해 모래가 1차로 제거되어 필터 키트(20)의 부하를 경감할 수 있다.

본 실시예는 케이싱(10) 등의 손상방지와 모래 배출의 자동화 구성을 위하여 지하수의 급수압력을 검출하는 압력계, 케이싱(10)의 내부 압력을 검출하는 압력계 등이 갖추어질 수 있다.

본 발명은 전원을 인가받아 구동하는 센서 등의 모든 구성에 대해 상용전원, 배터리 전원 등을 공급할 수 있고, 또는, 신재생에너지(태양광발전 등)를 공급할 수도 있다.

<실시예 2>

도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 의한 지하수의 모래 여과 장치(100)는, 실시예 1과 비교할 때 지하수의 흐름, 정수의 흐름에 차이점이 있다.

급수부(13)는 필터 키트(20)의 둘레부에 개방부(21)보다 낮게 배치되고, 출수부(15)는 개방부(21)보다 높게 배치된다.

지하수가 급수부(13)를 통해 유입된 후 필터 키트(20)의 외부에서 내부로 흐르는 중에 이물질이 여과되어 이물질이 필터 키트(20)의 외부에서 케이싱(10)의 바닥부에 형성된 이물질 배출부(14)를 통해 배출되고 정수는 필터 키트(20)의 상측을 경유한 후 출수부(15)를 통해 배출된다.

필터 키트(20)는 다공성의 지지판(80) 또는 지지대를 통해 지지된다. 지지판(80)은 링 형상이며 모래가 빠질 수 있도록 구멍이 있는 구조이다.

여기서 설명하지 않은 구성은 실시예 1과 동일하게 적용된다.

10 : 케이싱, 11 : 상부 덮개
12 : 하부 본체, 13 : 급수부
14 : 이물질 배출부, 15 : 출수부
16 : 고정부, 20 : 필터 키트
21 : 개방부, 22 : 백필터
23 : 지지통, 24 : 보호필터,

Claims (20)

1. 삭제
2. 모래를 포함하는 이물질이 혼합된 지하수가 유입되는 급수부(13), 상기 지하수에서 여과된 이물질이 배출되는 이물질 배출부(14), 이물질이 여과된 정수가 출수되는 출수부(15)를 갖는 케이싱(10)과;
   정수를 통과시키지만 이물질을 차단하는 다공성의 백필터(22), 상기 백필터의 내부와 외부 중 일측 이상에 배치되어 상기 백필터를 지지하는 지지대를 포함하되, 상측에 개방부가 형성되거나 둘레부가 폐쇄된 통 구조로 이루어지며, 상기 케이싱의 내부에 장착되어 상기 케이싱에 유입되는 지하수에 혼합된 이물질을 여과하여 이물질을 상기 케이싱의 이물질 배출부로 유도하는 한편 정수를 상기 출수부로 유도하는 하나 이상의 필터 키트(20)와;
   상기 케이싱의 이물질 배출부와 연결되며 상기 케이싱에 있는 이물질을 배출하는 배출수단과;
   일측은 상기 케이싱(10)의 이물질 배출부(14)와 연결되어 상기 이물질 배출부(14)를 통해 배출되는 모래를 수집하고 타측은 상기 배출수단과 연결되는 모래수집부(200)를 포함하고,
   상기 배출수단은, 상기 케이싱 내부의 일정 위치에 설치되며 이물질을 감지하는 이물질 센서(31), 상기 이물질 배출부에 관이음되며 상기 이물질 배출부에서 배출되는 이물질을 이송하는 배출관(32), 상기 배출관에 장착되며 상기 이물질 센서의 감지 값을 근거로 하는 컨트롤러의 제어를 통해 상기 배출관을 개폐하는 배출밸브(33), 상기 모래수집부(200)와 연결되며 내부에 에어컴프레서 또는 수압펌프를 통해 생산된 고압의 압축공기 또는 압축수를 저장하는 고압팽창탱크(400), 상기 고압팽창탱크 내부에 팽창과 수축 가능하게 장착되며 상기 케이싱 내부가 일정 압력이상으로 상승하면 상기 팽창력을 통해 상기 고압팽창탱크 내의 압축공기 또는 압축수를 가압하여 상기 모래수집부에 수집된 모래가 배출되도록 하는 고무튜브(410)를 포함하되, 상기 출수부(15)에 차단밸브(320)를 설치하고 상기 케이싱에 압력센서(210)를 설치함으로써 컨트롤러에 설치된 타이머와 압력센서에 의해 상기 케이싱 내부가 배출이 가능한 압력에 도달하기 전까지는 상기 배출밸브(33)가 닫혀 있는 상태를 유지하고 있다가 셋팅된 압력이 되면 상기 배출밸브(33)가 컨트롤러에 의해 조정된 타이머의 시간만큼 개방되어 모래를 배출하도록 구성되며,
   상기 케이싱의 급수부(13)는 상기 필터 키트의 상부에 형성되는 한편 상기 출수부(15)는 상기 케이싱의 둘레부의 측면부 또는 편심된 측하부에 형성되며, 지하수가 상기 급수부와 상기 필터 키트의 개방부를 경유하여 상기 필터 키트 내부에 유입된 후 외부로 흐르는 중에 이물질이 여과되어 이물질이 상기 필터 키트의 저부에 상기 배출수단과 연통되도록 형성된 배출부를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
3. 모래를 포함하는 이물질이 혼합된 지하수가 유입되는 급수부(13), 상기 지하수에서 여과된 이물질이 배출되는 이물질 배출부(14), 이물질이 여과된 정수가 출수되는 출수부(15)를 갖는 케이싱(10)과;
   정수를 통과시키지만 이물질을 차단하는 다공성의 백필터(22), 상기 백필터의 내부와 외부 중 일측 이상에 배치되어 상기 백필터를 지지하는 지지대를 포함하되, 상측에 개방부가 형성되거나 둘레부가 폐쇄된 통 구조로 이루어지며, 상기 케이싱의 내부에 장착되어 상기 케이싱에 유입되는 지하수에 혼합된 이물질을 여과하여 이물질은 상기 케이싱의 이물질 배출부로 유도하는 한편 정수는 상기 출수부로 유도하는 하나 이상의 필터 키트(20)와;
   상기 케이싱의 이물질 배출부와 연결되며 상기 케이싱에 있는 이물질을 배출하는 배출수단과;
   일측은 케이싱(10)의 이물질 배출부(14)와 연결되어 상기 이물질 배출부(14)를 통해 배출되는 모래를 수집하고 타측은 상기 배출수단과 연결되는 모래수집부(200)를 포함하고,
   상기 배출수단은, 상기 케이싱 내부의 일정 위치에 설치되며 이물질을 감지하는 이물질 센서(31), 상기 이물질 배출부에 관이음되며 상기 이물질 배출부에서 배출되는 이물질을 이송하는 배출관(32), 상기 배출관에 장착되며 상기 이물질 센서의 감지 값을 근거로 하는 컨트롤러의 제어를 통해 상기 배출관을 개폐하는 배출밸브(33), 상기 모래수집부(200)와 연결되며 내부에 에어컴프레서 또는 수압펌프를 통해 생산된 고압의 압축공기 또는 압축수를 저장하는 고압팽창탱크(400), 상기 고압팽창탱크 내부에 팽창과 수축 가능하게 장착되며 상기 케이싱 내부가 일정 압력이상으로 상승하면 상기 팽창력을 통해 상기 고압팽창탱크 내의 압축공기 또는 압축수를 가압하여 상기 모래수집부에 수집된 모래가 배출되도록 하는 고무튜브(410)를 포함하되, 상기 출수부(15)에 차단밸브(320)를 설치하고 상기 케이싱에 압력센서(210)를 설치함으로써 컨트롤러에 설치된 타이머와 압력센서에 의해 상기 케이싱 내부가 배출이 가능한 압력에 도달하기 전까지는 상기 배출밸브(33)가 닫혀 있는 상태를 유지하고 있다가 셋팅된 압력이 되면 상기 배출밸브(33)가 컨트롤러에 조정된 타이머의 시간만큼 개방되어 모래를 배출하도록 구성되며,
   상기 급수부(13)는 상기 필터 키트의 둘레부에 상기 필터 키트의 상부보다 낮게 형성되는 한편 상기 출수부(15)는 상기 개방부보다 높게 형성되며, 지하수가 상기 급수부를 통해 유입된 후 상기 필터 키트의 외부에서 내부로 흐르는 중에 이물질이 여과되어 이물질이 상기 필터 키트의 외부에서 상기 케이싱의 바닥부에 상기 배출수단과 연통되도록 형성된 배출부를 통해 배출되고 정수는 상기 필터 키트의 개방부를 경유한 후 상기 출수부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서, 상기 케이싱의 이물질 배출부는 케이싱의 본체보다 단면적이 좁은 관형이며, 상기 필터 키트의 저부에는 상기 이물질 배출부에 수밀하게 삽입되는 배출안내부(27)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 필터 키트에 잔류하는 이물질을 제거하는 세척수단을 포함하되,
    상기 세척수단은, 상기 케이싱 내부에 유입되는 지하수의 흐름에 의해 회전하는 수차(66)를 구동원으로 하여 회전하면서 상기 필터 키트에 붙은 이물질을 제거하는 브러쉬(60)인 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 청구항 13에 있어서, 상기 브러쉬의 브러쉬 몸체(61)에는 지하수의 흐름을 위한 다수의 통공(63)이 형성되는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
17. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 케이싱에 형성되며 외부에서 상기 케이싱의 내부를 확인하기 위한 투시부가 포함되는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
18. 청구항 2에 있어서, 상기 필터 키트의 내부에 상기 필터 키트와의 사이에 일정 간격을 두고 설치되며 상기 케이싱에 유입되는 지하수가 와류를 형성하면서 흐르도록 하여 모래를 원심분리하는 원심분리 유도봉(70)이 포함되는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.
19. 삭제
20. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 백필터의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 백필터를 지지하며 상기 백필터에 모인 이물질의 배출을 차단하는 다공성의 보호필터(24)가 포함되는 것을 특징으로 하는 지하수의 모래 여과 장치.

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