KR101539283B1 - 수평집수관 자동 역세장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 취수관의 공극폐색 현상을 예방하는 수평집수관 자동 역세장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 취수관 내부에 유체를 분사하는 역세배관이 복수개 구비되어 역세배관에서 취수관 내주면으로 세척 유체를 분사하여 공극폐색 현상을 해소하는 수평집수관 자동 역세장치에 관한 것이다.

Description

수평집수관 자동 역세장치{Auto back washing device for use horizontal well}

본 발명은 수평집수관 자동 역세장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평집수관 내부에 외부로 유체(물과 공기)를 분출하는 역세배관이 구비되어 수평집수관 및 대수층 공극폐색 현상을 해결함으로써, 수평집수관의 집수 성능을 향상시키는 수평집수관 자동 역세장치에 관한 것이다.

국제적으로 수자원 고갈에 따른 수원확보를 위하여 다양한 취수원 확보가 요구되고 있다. 그러나 대한민국의 하천변 대수층은 대형하천인 한강과 낙동강 및 동해안 하천을 제외하고는 일반적인 대수층 두께인 10m에 이르지 못하고, 한강과 낙동강의 하류부는 대수층의 두께가 10m 이상으로 길지만, 실트질 세립토사가 혼재되어 있어 투수성이 낮다. 즉, 중소규모의 하천과 대형하천의 지류는 동해안으로 흐르는 하천을 제외하고는 대부분 대수층의 두께가 약 6 ~ 7m 이기 때문에 대수층을 이용한 취수가 어려운 실정이다.

따라서, 상기와 같은 상황에서 양질의 하상 및 강변 여과수를 취수하기 위해 굴착식 하상여과공법이 도입되고 있다. 상세히 설명하면 굴착식 하상여과는 대수층 4m 이상에 수직정을 설치한 후, 수직정 하부에서 굴착장비를 이용해 수평집수관을 설치해 수평집수관에서 취수하는 공법이다.

그러나, 일반적으로 수평집수관은 길이가 길고 직경이 좁기 때문에 이물질에 의해 수평집수관의 스크린이 막히거나 대수층의 모래자갈층 공극폐쇄현상 발생 시 대처가 용이하지 못하고, 내부 세척이 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 종래에는 상기와 같은 단점을 해소하고자 수평집수관 내부에 주기적으로 역세장치를 삽입해 수평집수관을 청소하는 방식이 널리 사용되고 있다.

도 1에 도시된 종래의 역세장치는, 하천 주변에 설치되는 취수정과, 상기 취수정의 하단부 대수층에 설치되어 여과되는 하천수를 집수하도록 구비된 수평집수관과 수평집수관 내에 끼워지면서 그 말단부에 적정 간격 폭을 두고 양측으로 공기튜브를 설치하고 양 공기 튜브 사이에 무수한 분사공(31)을 형성한 세정수 압력수관과, 세정수 압력수관에 내입되어져 공기를 튜브에 주입할 수 있도록 하는 공기주입관으로 구성된다.

이때, 종래의 역세장치는 일정 기간마다 취수정에 설치되어 수평집수관을 단계적으로 세정하는 방식이기 때문에, 세정시마다 재설치 함으로써 인력 소모가 크고, 수평집수관을 단계적으로 세정하기 때문에 수평집수관 청소에 긴 시간이 필요하다는 단점을 가진다.

따라서, 종래의 역세장치에서 발생되는 인력 및 시간의 소요 현상을 최소화한 자동 역세장치의 필요성이 대두되고 있다.

한국공개특허 제2010-0876911호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 수평집수관 내부에 자동 역세장치를 구비하여 수평집수관 세척 시 역세장치 설치를 위한 인력 소모를 최소화 하고, 집수정의 전 구역을 일시에 세척 가능하게 구성함으로써 집수정 세척에 소요되는 시간을 최소화한 자동 수평집수관 자동 역세장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치는, 표면에 스크린(110)이 형성되어 하천 여과수가 내부로 유입되는 취수관(100); 상기 취수관(100) 내부에 길이 방향으로 배치되며, 표면에 다수의 역세공(210)이 형성되는 복수개의 역세배관(200); 및 상기 취수관(100)의 길이방향 일측 단부에 구비되며, 내부에 외부에서 유입된 유체가 밀집되는 링 형상의 압축공간(310)이 형성되어, 상기 압축공간(310)과 연결된 복수개의 상기 역세배관(200)에 유체를 공급하는 유체 공급부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 취수관(100)은, 길이 방향으로 직렬 배열되는 복수개의 단위체(100A)와, 상기 단위체(100A)를 연결하는 복수개의 스크린 아답터(120)를 포함하여 이루어지고, 상기 스크린 아답터(120)는 내주면에 상기 역세배관(200)이 끼워지는 지지부(121)가 복수개 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부(121)는 상기 역세배관(200)이 끼워지는 단부가 상기 취수관(100)의 길이 방향으로 돌출 형성되고, 상기 스크린 아답터(120)의 내주면과 돌출 형성된 상기 지지부(121) 의 끝단 사이에 상기 단위체(100A)의 단부가 끼워지며, 상기 단위체(100A)와 상기 스크린 아답터(120)는 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평집수관 역세장치는, 외부에서 유입된 유체를 상기 유체 공급부(300)에 주입하는 주입 파이프(400)와, 상기 유체 공급부(300)와 연결된 상기 주입 파이프(400)의 내압에 대응하도록, 상기 주입 파이프(400)의 일측 외주면을 감싸는 보호부재(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주입 파이프(400)는, 외부에서 유체가 유입되는 타측 단이 기체가 유입되는 제1 유입관(420)과, 액체가 유입되는 제2 유입관(430)으로 분리 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평집수관 역세장치는, 상기 취수관(100)의 내부 하측에 침전물을 흡수해 외부로 배출하는 흡수배관(500)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역세배관(200)은, 상기 역세공(210)이 길이 방향으로 교차 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치는, 수평집수관 내부에 역세배관이 형성되어 세척 필요 시 역세배관을 이용해 손쉽게 수평집수관을 세척 하도록 구성되었다. 따라서, 수평집수관 역세척 시 인력과 시간 소모를 최소화 한다는 장점을 가진다.

또한, 유체 공급부에서 각 역세배관으로 유체를 공급함으로써, 유체 공급배관 구조를 단일화 시켜 시공 비용을 최소화 하였으며, 유체 공급부와 주입 파이프의 연결 부위에 보호부재가 구비되어 유체 주입 파이프의 파손으로 발생되는 안전사고를 예방하는 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 집수정 내부에 침전물을 흡수하는 흡수배관이 구비되어 수평집수관 역세척 시 발생되는 내부 이물질을 외부로 배출시킴으로써, 수평집수관의 청결도를 향상시키는 장점을 가진다.

아울러, 각 단위체를를 연결하는 스크린 아답터의 내주면에 지지부가 형성되어 역세배관에서 유체가 배출될 시 역세배관의 유동을 방지함으로써, 역세배관 취수관이 부딪혀 발생하는 파손 사고를 예방하는 효과를 가진다.

도 1은 종래의 역세장치를 나타낸 단면도.
도 2는 수평집수관 자동 역세장치를 나타낸 사시도.
도 3은 수평집수관 자동 역세장치의 유체 공급부를 나타낸 개념도.
도 4는 수평집수관 자동 역세장치의 취수관 및 역세배관을 나타낸 결합도.
도 5는 수평집수관 자동 역세장치의 역세배관을 나타낸 개념도.
도 6은 수평집수관 자동 역세장치의 주입 파이프를 나타낸 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2를 참조해 설명하면, 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치는, 외부의 하천 여과수가 내부로 유입되는 취수관(100)과, 상기 취수관(100) 내부에 길이 방향으로 배치되어 취수관(100)을 역세정하는 역세배관(200)과, 상기 취수관(100)의 길이방향 일측 단부에 구비되어 외부에서 유입된 유체를 상기 역세배관(200)에 공급하는 유체 공급부(300), 및 외부에서 유입된 유체를 상기 유체 공급부(400)에 전달하는 주입 파이프(400)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 주입 파이프(400)에서 공급된 유체가 상기 유체공급부(300)에서 밀집된 후 상기 역세배관(200)에 공급되며, 역세배관(200)이 상기 취수관(100) 내부에서 유체를 분출함으로써, 상기 취수관(100)을 역세정 하는 것이다.

도 3을 참조해 설명하면, 상기 유체 공급부(300)는 상기 역세배관(200)에 압축 유체를 공급하기 위해 내부에 외부에서 유입된 유체가 밀집되는 링 형상의 압축공간(310)이 형성된다.

즉, 외부에서 유입된 유체는 도 3의 (a)에 도시된 것처럼 압축공간(310)을 따라 이동하고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 역세배관의 일측 단부가 수직 절곡되어 상기 압축공간(310)에 삽입됨으로써, 상기 압축공간(310)에서 밀집된 유체가 상기 역세배관(200)으로 유입되는 것이다.

이때, 상기 주입 파이프(400)는 상기 압축공간(310)에 유체가 밀집되어 상기 유체 공급부(300)와의 연결부위가 파손되는 것을 방지하기 위해 유체 공급부(300)와 연결되는 길이방향 일측에 제1 보호부재(410)가 형성된다.

상세히 설명하면, 외부에서 유체가 공급되어 상기 압축공간(310)에서 상기 역세배관(200)으로 이동 시, 일정양의 유체가 압축공간(310)에 머물게 되면서 압축공간(310)의 내압이 상승하게 된다. 즉, 압축공간(310)의 내압에 상승함에 따라 압축공간(310)에 유체를 주입하는 주입 파이프(400)의 내압이 함께 상승되는 것이다.

따라서, 상기 주입 파이프(400)의 파손을 방지하기 위해 주입 파이프(400)의 두께를 향상 시키거나, 높은 내구성을 가지는 재질을 사용할 수 있으나, 상기와 같은 방법은 많은 비용이 소모되기 때문에, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 유체 공급부(300)와 주입 파이프(400)가 연결되는 일측에 주입 파이프(400)의 외주면을 감싸는 제1 보호부재(410)를 구비함으로써, 일측에 밀집된 유체의 압력에 대응해 내압에 의한 파손 사고를 예방하는 것을 권장한다.

또한, 상기 유체 공급부(300)에서 압축되어 상기 역세배관(200)으로 유입된 유체는 역세배관(200)을 따라 이동하며 상기 취수관(100)의 내부에서 유체를 분출해 취수관(100)을 역세정 한다.

도 4를 참조해 설명하면, 상기 취수관(100)은 외부 하천 여과수를 내부로 유입시키기 위하여 표면에 다수의 스크린(110)이 형성된다. 이때, 상기 스크린(110)을 통해 하천 여과수가 역세배관(100)으로 유입되며 스크린(110)에 이물질이 부착되어 막히는 폐색 현상이 발생된다.

따라서, 스크린(110)이 막히는 폐색현상 발생 시 상기 취수관(100)의 내부에 구비된 역세배관(200)에서 유체를 분출 시켜 스크린(110)을 막고 있는 이물질을 밀어냄으로써, 스크린(110)이 막혀 취수량이 줄어드는 문제를 해소할 수 있는 것이다.

또한, 도 4를 참조하면 상기 취수관(100)은 관의 이송 및 결합을 용이하게 하기 위해 길이 방향으로 직렬 배열되는 복수개의 단위체(100A)와, 상기 단위체(100A)를 연결하는 복수개의 스크린 아답터(120)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 스크린 아답터(120)는 내주면에 상기 역세배관(200)이 끼워지는 지지부(121)가 복수개 형성되어 역세배관(200)을 고정 시킴으로써, 상기 취수관(100)내부에 구비되는 역세배관(200)에서 유체가 배출될 시 역세배관(200)이 진동해 역세배관(200)과 취수관(100)이 부딪혀 파손되는 것을 방지하는 것이다.

또한, 상기 지지부(121)는 상기 역세배관(200)이 끼워지는 단부가 상기 취수관(100)의 길이 방향으로 돌출 형성되어, 상기 스크린 아답터(120)의 내주면과 돌출 형성된 상기 지지부(121)의 끝단 사이에 상기 단위체(100A)의 단부가 끼워져, 단위체(100A)와 스크린 아답터(120)의 결합을 용이하게 한다.

상세히 설명하면, 상기 취수관(100)을 이루는 상기 단위체(100A)와 상기 스크린 아답터(120)는 다양한 방법으로 결합되는 것이 가능하지만, 외부에서 가해지는 충격에 의해 취수관(100)을 이루는 단위체(100A)와 스크린 아답터(120)의 연결 부위가 파손되는 것을 방지하고, 상기 스크린(110)을 통하지 않고 외부에서 이물질일 유입되는 것을 방지하기 위하여 용접결합 되는 것을 권장한다.

결국, 상기 스크린 아답터(120)는 내주면과 상기 지지부(121)의 끝단 사이에 상기 단위체(100)A의 단부가 끼워지게 형성됨으로써, 단위체(100A)와의 용접 연결을 용이하게 하는 것이다.

또한, 상기 스크린 아답터(120) 및 단위체(100A)를 연결해 상기 취수관(100) 형성 시, 상기 지지부(121)에 끼움 결합된 상기 역세배관(200)을 용접하여 지지부(121)에 고정 시키는 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 상기 역세배관(200)은 표면에 다수의 역세공(210)이 형성되어 상기 유체 공급부(300)에서 유입된 유체를 외부로 방출한다. 이때, 역세배관(200) 내부에 있는 유체가 역세공(210)을 통해 외부로 배출되는 힘의 반력으로 역세배관(200)이 유동하게 된다.

이때, 상기 역세배관(200)의 유동에 의해 상기 지지부(121) 또는 역세배관(200)이 파손되는 것을 방지하기 위해 지지부(121)와 역세배관(200)을 용접 연결하는 것이다.

아울러, 상기 역세배관(200)은 상기 역세공(210)이 다양한 형태로 형성되어 상기 스크린(110)을 역세척 할 수 있다.

도 5를 참조해 설명하면, 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치는 상기 스크린(110)을 청소하기위해 상기 역세공(210)이 도 5의 (a)와 같이 상기 역세배관(200)과 상기 취수관(100)의 내주면이 서로 마주보는 방향에 형성된다. 즉, 역세공(210)과 스크린(110)의 거리를 최소화함으로써, 역세공(210)에서 배출된 유체가 힘을 잃지 않고 스크린(110)을 역세척 하게 구성된 것이다.

또한, 상기 역세공(210)은 도 5의 (b)와 같이 상기 역세배관(200)에 교차 형성될 수 있다. 상세히 설명하면, 역세공(210)을 역세배관(200)에 교차 형성시킴으로써, 역세배관(200)에서 방출되는 유체가 역세척할 수 있는 스크린(110)의 범위가 넓어지는 것이다.

아울러, 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치는 상기 취수관(100)의 내부 하측에 침전물을 흡수해 외부로 배출하는 흡수배관(500)이 더 구비될 수 있다.

도 5의 (c)를 참조해 설명하면, 역세배관(200)에서 유체를 분출해 상기 스크린(110)을 세정할 시 이물질이 취수관(100) 내부로 유입되거나, 취수관(100) 내벽에 발생한 미생물이 씻겨 내려와 자중에 의해 취수관(100) 하부에 쌓이게 된다. 이때, 상기와 같은 이물질 및 미생물이 정수된 하천 여과수에 섞이는 것을 방지하기 위하여 상기 흡수배관(500)이 더 구비되는 것이다.

또한, 본 발명인 수평집수관 자동 역세장치는 기체 또는 액체를 상기 스크린(110)을 역세척하기 위한 유체로 사용할 수 있지만, 기체만을 이용할 경우 기체를 압축 시키더라도 스크린(110)을 역세정 하기 위한 힘이 부족하고, 액체만을 사용할 경우 상기 압축공간(310)에서 충분한 압축이 이루어지지 않기 때문에, 액체와 기체를 적절한 비율로 혼합해 역세정용 유체로 사용하는 것을 권장한다.

이때, 상기 주입 파이프(400)로 액체와 기체가 혼합된 역세정용 유체를 주입하는 방법은, 외부에서 액체와 기체를 혼합 후 주입 파이프(400)로 주입하는 방법, 도 6의 (a)와 (b)에 도시된 것처럼 외부에서 유체가 유입되는 주입 파이프(400)의 타측 단이 기체가 유입되는 제1 유입관(420)과, 액체가 유입되는 제2 유입관(430)으로 분리 형성되 액체와 유체가 유입되며 혼합되는 방법 등 다양한 방법이 가능하다.

아울러, 상기 도 6의 (a)와 (b)에 도시된 것처럼 상기 주입 파이프(400)의 경우 역세척에 사용되는 액체와 기체가 유입되며 절곡된 부위에 높은 내압이 발생 하므로 주입 파이프(400)가 손상되는 것을 방지하기 위해 절곡 부위에 내압에 대응하는 제2 보호부재(440)가 형성되는 것을 권장한다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 취수관 100A : 단위체
110 : 스크린 120 : 스크린 아답터
121 : 지지부
200 : 역세배관 210 : 역세공
300 : 유체 공급부 310 : 압축공간
400 : 주입 파이프 410 : 제1 보호부재
420 : 제1 유입관 430 : 제2 유입관
440 : 제2 보호부재
500 : 흡수배관

Claims (7)

1. 표면에 스크린(110)이 형성되어 하천 여과수가 내부로 유입되는 취수관(100);
   상기 취수관(100) 내부에 길이 방향으로 배치되며, 표면에 다수의 역세공(210)이 형성되는 복수개의 역세배관(200); 및
   상기 취수관(100)의 길이방향 일측 단부에 구비되며, 내부에 외부에서 유입된 액체와 기체가 혼합된 혼합 유체가 밀집되는 링 형상의 압축공간(310)이 형성되어, 상기 압축공간(310)과 연결된 복수개의 상기 역세배관(200)에 압축된 혼합 유체를 공급하는 유체 공급부(300); 를 포함하며,
   상기 취수관(100)은 길이방향으로 직렬 배열되는 복수개의 단위체(100A)와, 상기 단위체(100A)를 연결하는 복수개의 스크린 아답터(120)를 포함하며, 상기 스크린 아답터(120)는 내주면에 상기 역세배관(200)이 끼워지는 지지부(121)가 복수개 형성되고,
   상기 지지부(121)는, 상기 역세배관(200)이 끼워지는 단부가 상기 취수관(100)의 길이 방향으로 돌출 형성되어, 상기 스크린 아답터(120)의 내주면과 돌출 형성된 상기 지지부(121)의 끝단 사이에 상기 단위체(100A)의 단부가 끼워진 상태에서 상기 단위체(100A)와 상기 스크린 아답터(120)가 용접 결합되며,
   상기 역세배관(200)에 역세 유체 유입 시 상기 역세배관(200)의 유동에 의해 상기 취수관(100)이 파손되는 것을 방지 하도록 상기 역세배관(200)과 상기 지지부(121)가 용접 결합되는 것을 특징으로 하는, 수평집수관 자동 역세장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 수평집수관 자동 역세장치는,
   외부에서 유입된 유체를 상기 유체 공급부(300)에 주입하는 주입 파이프(400)와, 상기 유체 공급부(300)와 연결된 상기 주입 파이프(400)의 내압에 대응하도록, 상기 주입 파이프(400)의 일측 외주면을 감싸는 제1 보호부재(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수평집수관 자동 역세장치.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 주입 파이프(400)는,
   외부에서 유체가 유입되는 타측 단이 기체가 유입되는 제1 유입관(420)과, 액체가 유입되는 제2 유입관(430)으로 분리 형성된 것을 특징으로 하는, 수평집수관 자동 역세장치.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 수평집수관 자동 역세장치는,
   상기 취수관(100)의 내부 하측에 침전물을 흡수해 외부로 배출하는 흡수배관(500)이 더 구비된 것을 특징으로 하는, 수평집수관 자동 역세장치.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 역세배관(200)은,
   상기 역세공(210)이 길이 방향으로 교차 형성된 것을 특징으로 하는, 수평집수관 자동 역세장치.
   
   
   
   
   

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