KR101375417B1 - 우수 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 종류의 여과재로 이루어진 1단 여과상을 다층의 구간으로 구획하여 각 구간마다 우수 분배관을 각각 설치하되, 최상층의 우수 분배관으로만 우수를 공급하여 최상층에서부터 여과를 시작하고, 당해 층이 폐색되면 차 하위층의 우수 분배관으로만 우수를 순차적으로 공급하여, 모든 구간이 폐색되었을 때 역세척을 시행함으로써, 동일 설계 면적 당 여과량이 많으면서도 역세척 주기가 긴 우수 여과 장치에 대한 것이다.

Description

우수 여과 장치{RAINWATER FILTERING APPARATUS}

본 발명은 우수 여과 장치에 관한 것으로, 구체적으로 한 종류의 여과재로 이루어진 1단 여과상을 다층의 구간으로 구획하여 각 구간마다 우수 분배관을 각각 설치하되, 최상층의 우수 분배관으로만 우수를 공급하여 최상층에서부터 여과를 시작하고, 당해 층이 폐색되면 차 하위층의 우수 분배관으로만 우수를 순차적으로 공급하여, 모든 구간이 폐색되었을 때 역세척을 시행함으로써, 동일 설계 면적 당 여과량이 많으면서도 역세척 주기가 긴 우수 여과 장치에 관한 것이다.

일반적으로 우수(雨水)는 농업용수나 생활용수로 사용될 수 있다. 우수에는 대기 중에 비산된 먼지나 각종 불순물이 함유될 수 있으나, 산성비 등과 같이 특이한 경우를 제외하고는 농업용수나 생활용수로 사용하는데 별 문제가 없다. 우수를 모아서 농업용수로 사용하거나, 화장실 변기, 화초 물주기, 의복의 세탁 등 식수를 제외한 상수도 대신에 생활용수로 사용함으로써, 수자원이 절약될 수 있기 때문에, 경제적이면서 친환경적이다.

다만, 비가 오기 시작한 후 수분 이내의 빗물(이하, '초기 우수')은 농업용수나 생활용수로 사용하기에 문제가 있다. 초기 우수 그 자체는 농업용수나 생활용수로 사용되는 데 별 문제가 없으나, 초기 우수를 사용하기 위해서는 우수가 바닥에 떨어진 후 집수구에 모으는 과정이 필요한데, 바닥에는 비가 오기 전에 다양한 오염물질이 산재 또는 퇴적되어 있기 때문이다. 그렇기 때문에, 초기 우수는 바닥을 흐르면서 오염물질 대부분과 혼합되고, 이로 인해 집수구에 모인 초기 우수의 오염도는 높다. 따라서, 종래에는 초기 우수를 방류시키거나 별도의 정화장치로 정화시켜 사용하였다.

그러나, 종래 우수 정화장치의 경우, 우수에 포함된 이물질을 제거하는 여과수단이 폐색되면 여과수단을 부분적으로 폐기하거나, 또는 역세척수로 역세척을 하는데 역세척 주기가 짧기 때문에 정화비용이 상승하는 문제가 있었다.

특허공개공보 제2008-0004141호

본 발명은 경제적이면서 효율적으로 우수를 여과시킬 수 있는 우수 여과장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 여과재가 충진된 챔버; 우수를 공급하는 우수 공급관; 일측이 상기 우수 공급관에 연결되고, 타측이 상기 챔버의 일 측벽을 관통하여 챔버 내부에 상하 이격되어 수평 배치된 복수의 우수 분배관; 상기 복수의 우수 분배관 각각에 장착되어 우수 분배관 내부의 수압을 감지하는 압력감지센서; 상기 복수의 우수 분배관 각각에 장착되어 우수 공급관으로부터 우수 분배관으로의 우수 공급을 개폐하는 개폐밸브; 상기 각 우수 분배관의 압력감지센서에서 감지된 수압을 기 설정된 압력값과 비교하여, 상측 우수 분배관에서부터 우수가 순차적으로 개별 공급되도록 각 우수 분배관의 개폐밸브 개폐를 제어하는 제어수단; 및 상기 챔버의 하단부에 배치되어, 상기 여과재를 지지하며, 상기 여과재를 통과한 우수를 집수할 수 있는 스트레이너가 설치된 집수판; 및 상기 챔버의 하단부에 연결되고, 상기 집수판의 스트레이너를 통해 상기 챔버의 하단부에 집수되는 우수를 외부로 배출시키는 집수 배출관을 포함하는 우수 여과장치를 제공한다.

상기 제어수단은 상기 각각의 우수 분배관에 설치된 압력감지센서에 의해 감지된 수압이 기 설정된 압력값과 일치할 경우, 해당 우수 분배관에 설치된 개폐밸브를 폐쇄하고, 인접한 하측의 다른 우수 분배관에 설치된 개폐밸브를 개방하도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 우수 여과장치는 상기 집수 배출관 또는 상기 챔버의 하단부에 연결되어 챔버에 역세척수를 공급하는 역세척 공급관; 상기 역세척 공급관에 연결되어 역세척 공급관을 통해 공급되는 역세척수를 상기 챔버 하부에서 상부로 상향 공급하기 위한 역세척 펌프; 및 상기 챔버의 상부에 연결되어 오염된 여과재를 통과한 역세척수를 외부로 배출하는 역세척수 배출관을 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 제어수단은 상기 각 우수 분배관의 압력감지센서에서 감지된 수압이 기 설정된 압력값과 모두 일치할 경우, 모든 우수 분배관의 개폐밸브를 모두 폐쇄하고, 상기 역세척 펌프가 구동되도록 제어하고, 구동된 역세척 펌프의 구동 시간을 카운팅하여 기 설정된 압력값에 도달하면, 상기 역세척 펌프의 구동을 정지하고, 복수의 우수 분배관 중에서 최상측의 우수 분배관에 설치된 개폐밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 우수 여과장치는 여과 과정와 역세척 과정이 자동적으로 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 종래 우수 여과장치에 비해 동일 설계 면적당 여과량이 3~4배 이상으로 증대될 수 있고, 나아가 역세척 주기도 더 길다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 우수 여과장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 우수 여과장치를 절단한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일례에 따른 우수 여과장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 일례에 따른 우수 여과장치를 통한 1차 여과 과정 내지 3차 여과 과정을 나타낸 동작 상태도이다.
도 4d는 본 발명의 일례에 따른 우수 여과장치를 통한 역세척 과정을 나타낸 동작 상태도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 우수 여과장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 우수 여과장치는 건물 옥상의 배수관과 연결되어 사용될 수 있는 것으로서, 여과재(11)로 충진된 챔버(10), 우수 공급관(20), 복수의 우수 분배관(30), 압력감지센서(40), 개폐밸브(50), 제어수단(60), 스트레이너(71)가 설치된 집수판(70), 및 집수 배출관(80)을 구비한다. 또, 상기 우수 여과장치는 역세척수 배출관(90)을 더 구비할 수 있다.

또, 다른 일례에 따르면, 상기 우수 여과장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 역세척수 공급관(100), 역세척 펌프(110) 및 역세척수 배출관(90)을 더 구비할 수 있다.

상기 챔버(10)의 내부는 우수를 여과 처리할 수 있는 여과재(filter media)(11)가 충진되어 있다. 따라서, 챔버(10)에 우수를 공급하면, 우수가 여과재 자체의 기공이나 여과재들 사이의 공극을 통과할 때, 우수에 함유된 부유 물질(suspended solids)이 여과재의 표면이나 내부에 퇴적되어 제거될 수 있다.

상기 여과재(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 1 종류의 여과재로 이루어진, 즉 하나의 여과상(filter bed)으로 이루어져 있다. 이로써, 본 발명은 챔버 내부를 여러 종류의 여과재를 다층으로 충진하는 경우에 비해 경제적이다.

상기 여과재로는 당 업계에서 빗물에 함유된 부유 물질을 여과 처리할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 완속 여과사, 급속 여과사 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

상기 여과재의 충진 높이는 특별히 한정되지 않으나, 부유물질의 종류, 여과재의 종류, 우수 분배관들 간의 상하 이격 거리를 고려하여 조절하는 것이 바람직하며, 예를 들어 60 ㎝ 내지 2 m 범위일 수 있다.

본 발명의 우수 여과장치는 우수 공급관(20)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 우수 공급관(20)은 일측이 우수 공급조(미도시됨)에 연결되고, 타측이 우수 분배관(30)에 연결되어 있다. 이에, 우수는 우수 공급조에서 우수 공급관을 통해 각 우수 분배관(30)으로 공급된다.

상기 우수 공급관(20)에는 우수 공급조(미도시됨) 사이에 우수공급펌프(미도시됨)와 우수공급밸브(미도시됨)가 설치되어 있을 수 있다. 상기 우수공급밸브가 개방되면 우수공급펌프에 의해 일정 유량의 우수가 우수 공급관(20)을 통해 우수 분배관(30)으로 공급될 수 있다. 이때, 우수공급펌프의 가동 및 우수공급밸브의 개폐는 제어수단(60)에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 우수 여과장치는 복수의 우수 분배관(30)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 우수 분배관들(30)은 각각 일측이 우수 공급관(20)에 연결되고, 타측이 상기 챔버(10)의 일 측벽을 관통하여 챔버(10) 내부에 수평 배치되어 있다. 바람직하게는 일측이 우수 공급관(20)에 연결되고 타측이 상기 챔버(10)의 일 측벽을 관통하여 챔버(10)의 여과재(11)에 매설되어 있을 수 있다. 따라서, 우수 공급관(20)을 통해 공급되는 우수는 우수 분배관들(30)을 거쳐 여과재에 유입된다.

일반적으로 우수가 여과재(예컨대, 완속 여과사, 급속 여과사)에 의해 여과처리될 때, 우수에 함유된 불순물 대부분은 여과재의 표면 부근, 예컨대 여과재의 표면으로부터 약 5 내지 10 ㎝ 부근에 포집된다. 종래의 우수 여과장치는 여과재의 표면이 부유물질로 오염되어 폐색되면 더 이상 우수를 여과처리할 수 없기 때문에, 여과재를 폐기하거나, 또는 역세척수로 여과재를 세척하여 재사용하였는데 역세척 주기가 짧아 여과비용이 증가되었다.

이에, 본 발명의 우수 여과장치는 여과재를 효율적으로 이용하기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 우수 분배관이 상하 이격되어 도 1의 A-A선에 대해 수직 방향으로 배치되어 있다. 바람직하게는 복수의 우수 분배관이 상하좌우 이격되어 수직 방향으로 배치되어 있다. 본 발명에서는 우수 공급관(20)으로부터 공급된 우수를 우수 분배관(30)을 통해 하나의 여과상으로 이루어진 여과재(11)에 우수를 유입시키더라도, 각각의 우수 분배관(30)이 상하 이격되어 배치되어 있기 때문에, 상기 우수 분배관의 이격 거리에 대응되는 여과재의 상하 일정 구간(영역)마다 우수가 유입될 수 있다. 다만, 우수가 유입될 때, 여과재의 각 구간에 우수가 한번에 동시에 유입되는 것이 아니라, 여과재의 상측 구간에서부터 하측 구간으로 순차적으로 하나의 구간으로만 우수가 유입되어 여과재에 의해 여과처리된다. 이로써, 본 발명은 종래의 우수 여과장치에 비해 동일 설계 면적 당 여과량이 3 내지 5배 이상으로 증대될 수 있다.

상기 복수의 우수 분배관(30)은 최상부에 배치된 제1 우수 분배관(들), 상기 제1 우수 분배관(들)보다 하측에 순차적으로 각각 배치된 제2 우수 분배관(들), … 및 제n 우수 분배관(들)을 포함한다. 여기서, n은 2 이상의 정수이고, 바람직하게는 2 내지 6의 정수이다. 일례에 따르면, 도 1, 도 3a ~ 3d에 도시된 바와 같이, 우수 여과장치는 복수의 우수분배관(30)으로 제1 우수 분배관(들)(31), 제2 우수 분배관(들)(32) 및 제3 우수 분배관(들)(33)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 우수 분배관들은 최상부(예컨대, 여과재 표면 위 또는 여과재 표면 바로 아래)에 좌우 이격되어 배치되어 있는 복수의 제1 우수 분배관을 의미하며, 제n 우수 분배관들은 여과재의 표면으로부터 동일 깊이로 매설되어 있되, 좌우 이격되어 배치되어 있는 복수의 제n 우수 분배관을 의미한다.

상기 우수 분배관들 간의 상하 이격 거리는 특별히 한정되지 않으나, 여과재의 충진 높이, 여과재의 오염 높이 등을 고려하여 조절되는 것이 바람직하며, 예를 들어 약 30 내지 40 ㎝일 수 있다.

각 우수 분배관(30)은 우수 공급관(20)과 연결되어 우수가 유입되는 유입구(미도시됨)와, 유입되는 우수를 여과재로 배출하는 배출구(미도시됨)를 구비한다. 상기 배출구는 복수개로서, 이러한 배출구를 통해 우수가 어느 한 구간의 여과재 전체에 균일하게 배출될 수 있다.

본 발명의 우수 여과장치는 각각의 우수 분배관(30)에 설치된, 바람직하게는 우수 분배관의 배출구 측에 설치된 압력감지센서(40)를 포함한다. 상기 압력감지센서(40)는 우수 분배관 내부의 수압을 감지한다. 이러한 압력감지센서(40)를 통해 우수 분배관 내부의 수압이 감지됨으로써, 여과재의 폐색 여부를 알 수 있다. 즉, 여과재에 부유물질이 점점 포집되면, 여과재의 공극 사이가 점점 폐색되고, 이로 인해 우수의 여과재 통과 유량이 저하되고, 여과 저항이 점점 증가하여 우수 분배관 내부의 수압이 상승하게 된다. 따라서, 여과재가 부유물질로 인해 완전히 폐색되면, 우수 분배관 내부의 수압은 일정 수치 이상이 된다. 이러한 우수 분배관 내부의 수압 변화를 압력감지센서(40)가 감지하여 제어수단(60)에 전달하면, 제어수단(60)이 압력감지센서에 의해 전달된 수압과 기 설정된 압력값을 비교하여 개폐밸프(50)의 개폐를 제어한다.

본 발명의 우수 여과장치는 각각의 우수 분배관(30)에 설치된, 바람직하게는 우수 분배관의 유입구 측에 설치된 우수 분배관 개폐밸브(50)를 포함한다. 상기 우수 분배관 개폐밸브(50)는 우수 공급관으로부터 우수 분배관으로의 우수 공급을 제어한다. 여기서, 우수 분배관 개폐밸프(50)의 개폐 여부는 제어수단(60)에 의해 제어된다. 이때, 장치 내 모든 우수 분배관 개폐밸브(50)가 동시에 개방되거나 폐쇄되는 것이 아니라, 우수 분배관 개폐밸브들 중에서 상측부터 하측으로 순차적으로 한 구간의 개폐밸브(들)만이 개방되어 우수가 우수 공급관으로부터 해당 우수 분배관(들)으로 공급되고, 나머지 개폐밸브(들)는 폐쇄되어 우수 공급이 차단된다. 다만, 역세척시 모든 우수 분배관 개폐 밸브는 폐쇄되어 역세척수가 역세척수 배출관(90)을 통해 외부로 배출되도록 한다.

예를 들어, 제1 우수 분배관(들)의 개폐밸브(들)가 개방되고, 제2 우수 분배관(들)의 개폐밸브(들), …, 및 제n 우수 분배관(들)의 개폐밸브(들)가 폐쇄되면, 제1 우수 분배관(들)으로만 우수가 공급되고, 이후 제어수단에 의해 제1 우수 분배관 개폐밸브(들)가 폐쇄되면 제2 우수 분배관(들)의 개폐밸브(들)가 개방되고, 이때 제2 우수 분배관 하측의 다른 우수 분배관들의 개폐밸브, 예컨대 제3 우수 분배관 개폐밸브(들), …, 및 제n 우수 분배관 개폐밸브(들) 모두가 폐쇄되어 있어 제2 우수 분배관(들)으로만 우수가 공급된다.

이와 같이 상측부터 순차적으로 우수 분배관 개폐밸브들 중 어느 한 구간의 개폐밸브(들)만 개방되고 나머지 개폐밸브들이 폐쇄됨으로써, 순차적으로 상측 우수 분배관에서부터 하측 우수 분배관으로 여과재의 어느 한 구간에 배치된 우수 분배관(들)으로만 우수가 공급된다. 따라서, 본 발명은 우수가 각 우수 분배관을 통해 동시에 여과재에 유입되는 것이 아니라, 여과재의 상측 구간에서부터 하측 구간으로 하나의 구간으로만 순차적으로 우수가 유입되기 때문에, 종래 우수 여과장치에 비해 동일 면적당 여과량이 증대될 수 있다.

본 발명의 우수 여과장치는 제어수단(60)을 포함한다. 상기 제어수단(60)은 각 우수 분배관의 압력감지센서(40)에서 감지된 수압을 기 설정된 압력값과 비교하여, 상측 우수 분배관(들)부터 하측 우수 분배관(들)으로 순차적으로 여과재의 어느 한 구간의 우수 분배관(들)로만 우수가 공급되도록 각 우수 분배관의 개폐밸브(50)를 제어한다.

구체적으로, 상기 제어수단(60)은 각각의 우수 분배관에 설치된 압력감지센서에 의해 감지된 수압이 기 설정된 압력값과 일치할 경우, 해당 우수 분배관에 설치된 개폐밸브를 폐쇄 모드로 전환시키고, 인접한 하측의 다른 우수 분배관에 설치된 개폐밸브를 개방 모드로 전환되도록 제어한다.

예를 들어, 상기 제어수단(60)은 1차 여과시 제1 우수 분배관의 개폐밸브를 개방하고, 다른 나머지 우수 분배관의 개폐밸브를 폐쇄하여 제1 우수 분배관으로만 우수가 공급되도록 제어한다. 이후, 제1 우수 분배관에 설치된 압력감지센서에 의해 감지된 수압이 기 설정된 압력값 미만이면 제1 우수 분배관 개폐밸브의 개방 상태를 유지하도록 제어하고, 감지된 수압이 기 설정된 압력값 이상이면, 제1 우수 분배관 개폐밸브를 폐쇄 모드로 전환시키고, 대신 제2 우수 분배관의 개폐밸브를 개방 모드로 전환시켜 제2 우수 분배관으로만 우수가 공급되도록 제어한다. 이때, 상기 제어수단(60)은 나머지 우수 분배관의 개폐밸브가 폐쇄 상태를 유지하도록 제어한다. 이와 같은 식으로 상기 제어수단(60)은 압력감지센서(40)에 의해 감지된 수압에 따라 각 우수 분배관 개폐밸브의 개폐를 제어함으로써, 우수 공급관으로부터 각 우수 분배관으로의 우수 공급을 제어한다.

본 발명의 우수 여과장치는 집수판(70)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 집수판(70)은 챔버(10)의 하단부에 배치되어 상기 여과재(11)를 지지하면서, 상기 여과재를 통과한 우수를 집수한다. 이러한 집수판(70)에는 상기 여과재를 통과한 우수를 집수할 수 있는 스트레이너(strainer)(71)가 설치되어 있다. 이러한 스트레이너(71)를 통해 여과재를 통과하는 우수가 챔버(10)의 하단부에 집수될 수 있다. 한편, 상기 스트레이너(71)는 역세척시 집수 배출관(80)을 통해 공급되는 역세척수를 오염된 여과재의 전체에 균일하게 유입시킬 수 있다.

본 발명의 우수 여과장치는 집수 배출관(80)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 집수 배출관(80)은 일측이 챔버(10)의 하단부에 연결되어 있고, 타측은 여과수를 저장하는 여과수 저장조(미도시됨)와 연결되어 있다. 이러한 집수 배출관(80)을 통해 상기 집수판(70)의 스트레이너(71)에 의해 챔버(10) 하부에 집수되는 우수가 외부로, 바람직하게는 여과수 저장조(미도시됨)로 배출될 수 있다. 또한, 역세척시 여과수 저장조에 저장된 여과수가 역세척수로서 상기 집수 배출관(80)을 통해 챔버(10) 내로 공급할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 집수 배출관(70)이 역세척수 공급관(100)과 연결되었을 경우, 역세척수가 상기 집수 배출관(80)을 통해 챔버 내로 공급될 수 있다.

상기 우수 여과장치는 역세척수 배출관(90)을 더 포함할 수 있다. 상기 역세척수 배출관(90)은 상기 챔버(10)의 상부에 연결되어 있다. 상기 역세척수 배출관(90)을 통해 오염된 여과재를 세척한 역세척수가 외부로 배출될 수 있다.

상기 역세척수 배출관(90)에는 배출관 개폐밸브(91)가 설치되어 있을 수 있다. 상기 배출관 개폐밸브(91)는 역세척수의 배출을 개폐한다. 이러한 배출관 개폐밸브의 개폐는 상기 제어수단(60)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 평상시 우수를 여과할 경우, 상기 제어수단(60)에 의해서 상기 배출관 개폐밸브(91)는 폐쇄 모드로 있고, 역세척수로 여과재를 역세척을 할 경우, 상기 제어수단(60)에 의해서 상기 배출관 개폐밸브(91)는 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환된다. 다만, 역세척 시간을 카운팅하여 기 설정된 시간에 도달하면, 제어수단(60)은 개방 모드의 배출관 개폐밸브(91)를 폐쇄 모드로 전환시키고, 대신 폐쇄 모드인 우수 분배관 개폐밸브들 중에서 가장 최상측 우수 분배관의 개폐밸브만을 개방 모드로 전환시킨다.

한편, 전술한 본 발명의 우수 여과장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 역세척수 공급관(100), 및 역세척 펌프(110)를 더 구비할 수 있다.

상기 역세척수 공급관(100)은 일측이 집수 배출관(80)에 연결되고 타측이 역세척수 저장조(미도시됨)에 연결되어 있을 있고(도 3 참조), 또는 일측이 챔버(10)의 하단부에 연결되고 타측이 역세척수 저장조(미도시됨)에 연결되어 있을 있다(미도시됨). 상기 역세척수 공급관(100)은 오염된 여과재를 세척하는 역세척수를 챔버(10)에 공급한다. 이러한 역세척수 공급관(80)에는 역세척수의 공급을 개폐하는 개폐밸브(101)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 역세척수 공급관의 개폐밸브(101)는 제어수단(60)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.

상기 역세척수 공급관(100)에는 역세척 펌프(110)가 연결되어 있다. 상기 역세척 펌프(110)는 역세척수 공급관(100)을 통해 챔버(10)에 공급되는 역세척수에 일정 압력을 가하여 역세척수를 상기 챔버 하부에서 상부로 상향 공급할 수 있다. 이렇게 상향 공급되는 역세척수는 폐색된 여과재, 즉 오염된 여과재를 통과하는데, 이때 여과재에 포집된 부유물질이 이동하는 역세척수에 의해서 여과재로부터 분리되어 역세척수와 함께 외부로 배출된다.

이러한 역세척 펌프(110)의 구동은 상기 제어수단(60)에 의해 제어될 수 있다. 상기 제어수단(60)은 각 우수 분배관의 압력감지센서(40)에서 감지된 수압이 기 설정된 압력값과 모두 일치하는 경우, 모든 우수 분배관의 개폐밸브(50)를 모두 폐쇄하고, 상기 역세척 펌프(110)가 구동되도록 제어하고, 구동된 역세척 펌프의 구동 시간을 카운팅하여 기 설정된 시간에 도달하면, 상기 역세척 펌프의 구동을 정지하고, 가장 최상측의 우수 분배관에 설치된 개폐밸브가 개방되도록 제어한다.

상기 역세척 펌프의 구동 시간은 여과재의 오염도 등을 고려하여 조절할 수 있는데, 5 내지 10분 정도일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시태양에 따른 우수 여과장치의 여과 모드와 역세척 모드에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4(a) 내지 도 4(c)는 각각 본 발명의 일례에 따른 우수 여과장치의 1차 여과 내지 3차 여과 모습을 나타낸 것이고, 도 4(d)는 본 발명의 일례에 따른 우수 여과장치의 역세척 모습을 나타낸 것이다.

먼저, 우수 공급관(20)을 통해 공급되는 우수는 우수 공급관에 연결된 제1 우수 분배관(31)을 통해 챔버(10) 내 여과재(11)의 표면에 유입된다. 이렇게 유입된 우수에 함유된 부유 물질은 표면에서부터 깊이 10 ㎝ 부근까지의 여과재(11)에 의해 여과 처리되고, 여과 처리된 우수는 여과재를 통과한 후 집수판(70)의 스트레이너(71)를 통해 챔버(10)의 하단부에 집수되어 집수 배출관(80)을 통해 외부의 여과수 저장조(미도시됨)에 저장된다. 이때, 제1 우수 분배관(31)에 설치된 제1 압력감지센서(41)가 제1 우수 분배관 내부의 수압 변화를 감지하여 제어수단(60)에 전달한다.

이후, 표면 ~ 약 10 ㎝ 부근의 여과재가 우수 중에 포함되어 있던 불순물에 의해 폐색(clogging)되면, 제1 압력감지센서(41)에 의해 감지되는 제1 우수 분배관의 내부 수압이 기 설정된 기준값과 동일하게 되고, 제어수단(60)은 제1 우수 분배관(31)에 설치된 제1 개폐밸브(51)를 개방 모드에서 폐쇄 모드로 전환시켜 제1 우수 분배관(31)으로의 우수 공급을 차단한다. 대신, 제어수단(60)은 제2 우수 분배관(32)에 설치된 제2 개폐밸브(52)를 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환시켜 우수 공급관(20)을 통해 공급되는 우수를 제2 우수 분배관(32)으로 공급한다(도 4(b) 참조). 이때, 제2 우수 분배관(32)이 제1 우수 분배관(31)과 상하 이격되어 있기 때문에, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 제2 우수 분배관(32)으로 공급되는 우수는 새로운 여과재 구간에 유입되어 여과 처리되고, 여과 처리된 우수는 여과재를 통과한 후 집수판(70)의 스트레이너(71)를 통해 챔버(10)의 하단부에 집수되어 집수 배출관(80)을 통해 외부의 여과수 저장조(미도시됨)에 저장된다.

다음으로, 상기 여과재 구간이 점점 폐색되면, 제2 우수 분배관(32)에 설치된 제2 압력감지센서(42)에 의해 감지되는 제2 우수 분배관(32)의 내부 수압도 점점 증가되고, 상기 내부 수압이 기 설정된 기준값과 동일하게 되면, 제어수단(60)은 제2 우수 분배관(32)에 설치된 제2 개폐밸브(52)를 개방 모드에서 폐쇄 모드로 전환시킴과 동시에 제3 우수 분배관(33)에 설치된 제3 개폐밸브(53)를 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환시킨다. 이로써, 제2 우수 분배관(32)으로의 우수 공급이 차단되고, 대신 우수 공급관(20)을 통해 공급되는 우수가 제3 우수 분배관(33)으로 공급되기 시작한다(도 4(c) 참조). 이렇게 공급되는 우수는 제3 우수 분배관(33)을 통해 제3 우수 분배관 부근의 깨끗한 여과재를 통해 여과처리된 후, 여과재를 통과한 후 하향 이동하여 집수판(70)의 스트레이너(71)를 통해 챔버(10)의 하단부에 집수되어 집수 배출관(80)을 통해 외부 저장조에 저장된다.

이어서, 제3 우수 분배관(33)에 설치된 제3 압력감지센서(43)에 의해 감지되는 제3 우수 분배관(33)의 내부 수압이 기 설정된 기준값과 동일하게 되면, 제어수단(60)에 의해서 제3 개폐밸브(53)가 개방 모드에서 폐쇄 모드로 전환됨과 동시에, 도 4(d)에 도시된 바와 같이 집수 배출관(80)을 통해 공급되는 역세척수가 상기 챔버 하부에서 상부로 상향 공급되기 시작한다. 이렇게 상향 공급되는 역세척수는 오염된 여과재를 세척한 다음, 역세척수 배출관(90)을 통해 외부로 배출된다. 이후, 제어수단(60)은 역세척 시간이 기 설정된 시간에 도달하면, 집수 배출관(80)을 통한 역세척 공급을 차단한다. 대신, 제어수단(60)은 우수 분배관들 중에서 가장 최상측에 배치된 제1 우수 분배관(31)의 제1 개폐밸브(51)를 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환시키고, 우수 공급관(20)의 개폐밸브를 개방하여 우수를 공급하여 다시 여과처리한다.

이와 같이 본 발명에 따른 우수 여과장치는 여과 과정와 역세척 과정이 자동적으로 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 여과상으로 이루어진 여과재를 이용하더라도 종래 우수 여과장치에 비해 동일 설계 면적당 여과량이 3~4배 이상으로 증대되고, 나아가 역세척 주기도 길다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것이 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 통상의 기술자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

10: 챔버,
11: 여과재,
20: 우수 공급관,
30, 31, 32, 33: 우수 분배관,
40, 41, 42, 43: 압력감지센서,
50, 51, 52, 53: 우수 분배관 개폐밸브,
60: 제어수단,
70: 집수판,
71: 스트레이너,
80: 집수 배출관,
90: 역세척수 배출관,
91: 역세척수 배출관 개폐밸브,
100: 역세척수 공급관,
101: 역세척수 배출관 개폐밸브,
110: 역세척 펌프

Claims (2)

1. 여과재가 충진된 챔버;
   우수를 공급하는 우수 공급관;
   일측이 상기 우수 공급관에 연결되고, 타측이 상기 챔버의 일 측벽을 관통하여 챔버 내부에 상하 이격되어 수평 배치되되, 상기 상하 이격 거리에 대응되는 여과재의 상하 이격된 구간마다 우수를 각각 유입시킬 수 있는 복수의 우수 분배관;
   상기 복수의 우수 분배관 각각에 장착되어 우수 분배관 내부의 수압을 감지하는 압력감지센서;
   상기 복수의 우수 분배관 각각에 장착되어 우수 공급관으로부터 우수 분배관으로의 우수 공급을 개폐하는 개폐밸브;
   상기 각 우수 분배관의 압력감지센서에서 감지된 수압을 기 설정된 압력값과 비교하여, 순차적으로 상측 우수 분배관으로부터 하측 우수 분배관측으로 하나의 우수 분배관으로만 우수가 공급되도록 각 우수 분배관의 개폐밸브 개폐를 제어하는 제어수단;
   상기 챔버의 하단부에 배치되어, 상기 여과재를 지지하며, 상기 여과재를 통과한 우수를 집수할 수 있는 스트레이너가 설치된 집수판;
   상기 챔버의 하단부에 연결되고, 상기 집수판의 스트레이너를 통해 상기 챔버의 하단부에 집수되는 우수를 외부로 배출시키는 집수 배출관;
   상기 집수 배출관의 일측 또는 챔버의 하단부 일측에 연결되어 챔버에 역세척수를 공급하는 역세척 공급관;
   상기 역세척 공급관에 연결되어 역세척 공급관을 통해 공급되는 역세척수를 상기 챔버 하부에서 상부로 상향 공급하기 위한 역세척 펌프; 및
   상기 챔버의 상부 일 측벽에 연결되어 오염된 여과재를 통과한 역세척수를 외부로 배출하는 역세척수 배출관
   을 포함하며,
   상기 제어수단은
   상기 각각의 우수 분배관에 설치된 압력감지센서 중 어느 하나에 의해 감지된 수압이 기 설정된 압력값과 일치할 경우, 해당 우수 분배관에 설치된 개폐밸브를 개방 모드에서 폐쇄 모드로 전환시킴과 동시에, 인접한 하측의 다른 우수 분배관에 설치된 개폐밸브만을 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환되도록 제어하되,
   상기 각각의 우수 분배관의 압력감지센서에서 감지된 수압이 기 설정된 압력값과 모두 일치할 경우, 모든 우수 분배관의 개폐밸브를 모두 폐쇄 모드로 전환시킴과 동시에, 상기 역세척 펌프가 구동되도록 제어하고,
   구동된 역세척 펌프의 구동 시간을 카운팅하여 기 설정된 시간에 도달하면, 상기 역세척 펌프의 구동을 정지시키면서, 복수의 우수 분배관 중에서 가장 최상측의 우수 분배관에 설치된 개폐밸브만이 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환되도록 제어하는 것이 특징인 우수 여과장치.
2. 삭제

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