KR101552236B1 - 대형 집수블록을 이용한 정수장 여과지 하부 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수장 여과지의 하부 구조에 관한 것으로서, 스트레이너 삽입을 위한 복수 개의 수직 개구가 형성되며, 지면에 수평하게 배치되는 복수 개의 대형 집수블록; 및 복수 개의 대형 집수블록이 상호 접합되는 부분의 하부에서, 복수 개의 대형 집수블록을 수평하도록 지지하는 블록 지지부를 포함하되, 상기 대형 집수블록은 블록 지지부 상에 일체로 형성된 1개로 구성되고, 그 크기는 가로 3 내지 6m, 세로 2 내지 2.4m, 두께 0.15 내지 0.2m의 범위를 가지며, 상기 대형 집수블록의 어느 하나에 맨홀이 형성되어 있으며, 블록 지지부에는 중간이 개방된 관통 수로가 형성되어, 블록간의 접합 부위 및 지지부의 감소에 의한 사수 구역을 감소시키고, 여과지 하부의 점검, 보수 및 청소 공간을 확보하고, 집수블록을 대형화하여 자체 하중의 증가로 인하여 역세척 시 집수블록의 이탈 현상이 감소하는 효과를 제공한다.

Description

대형 집수블록을 이용한 정수장 여과지 하부 구조{SUBSTRUCTURE OF PURIFICATION PLANT USING LARGE-SIZED BLOCK FOR COLLECTING WATER}

본 발명은 정수장 여과지의 하부 구조에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조에 관한 것이다.

일반적으로 가정용 상수는 강물이나 하천수를 원수(源水)로 사용하여 침전, 여과 등을 거쳐 가정으로 공급된다. 이렇게 가정에서 사용되는 물(water)을 정화시키는 정수장은 그 정수의 방식에 따라 다양한 구조를 가지게 되며, 특히 정수장의 여과지 하부 구조는 집수 블록의 구조에 따라 다양한 변형이 가능하다.

예를 들면 등록특허 제10-0996402호 및 등록특허 제0655166호와 같이 일체형 집수블록을 사용하는 경우와 등록실용신안 제20-0268533 및 10-1114856호 등과 같이 하부의 설치된 격벽의 상부에 스트레이너가 삽입된 집수블록을 조립하는 방식이 있다.

본 발명은 후자의 격벽 상부에 스트레이너가 삽입된 집수블록을 조립하는 방식에 의한 여과지 하부구조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 종래 정수장의 여과지 단면을 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 종래 정수장 여과지에서, 원수가 여재층 및 스트레이너를 통과하여 정수되는 상태를 도시하는 설명도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 강물 등의 원수는 여재층(10)을 통과한 후, 집수블록(100')의 스트레이너(110)를 최종적으로 통과하여, 정수과정을 거치게 되며, 이후 정수된 물은 정수 밸브(30)를 통하여 정수지로 배출되게 된다.

여기서, 집수블록에 사용되는 스트레이너의 구조는 본 출원인의 등록특허인 "여과지용 스트레이너(등록특허 제10-1128825호)"에 개시된 것인바 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 지속적으로 원수를 여과시키는 여재층(여과사 여과포)은 원수 등에서 존재하는 이물질 등으로 인해 점진적으로 오염이 진행되는데, 이러한 오염된 여과층(10)은 공기와 물을 스트레이너(110)의 하부에서 상부로 유입시켜, 여재층(10)을 세척(도 3 참조)하게 된다.

여재층(10)을 세척하고 부유되는 역세척수는 퇴수로(6)로 흘러 들어가게 되고, 퇴수로(6)에 유입된 역세척수를 회수조로 배출시킴에 따라, 최종적으로 정수장 여과지 여재층(10)의 역세척 과정은 마무리되는 것이다.

도 4는 종래 블록 지지부가 설치된 것을 촬영한 사진이다. 도 5는 종래의, 집수블록 지지부 상에 복수 개의 소형 집수블록이 설치되고, 집수블록에는 스트레이너가 설치된 것을 촬영한 사진이다.

이러한 집수블록 지지부 상에 복수 개의 소형 집수블록을 조립하는 방식으로 정수 및 역세척이 이루어지는 정수장 여과지의 경우, 하부 구조가 도 4에 도시된 바와 같이, 집수블록 지지부(200')가 설치된 후, 집수블록 지지부(200')의 상부에는 복수개의 소형 집수블록(100')이 위치하며, 이러한 소형 집수블록(100')에는 균일한 간격으로 개구가 형성되어, 상기 개구에 스트레이너(110')가 설치되며, 집수블록 지지부 상부에는 공기 수평홈(20)과 앵커(300)이 설치되고, 하부에는 물 수평홈(50)이 설치된 구성이며, 도 5와 같이 집수블록 지지부 상부에 집수블록이 앵커와 와샤 및 볼트에 의하여 결합되며, 이후 집수블록(100')의 상부에 여재층(10)이 형성된다.

기존의 소형 집수블록(100')은 가로 및 세로 1*1m 또는 1*1.2m, 두께는 0.1m의 규격의 소형블록이 사용되었으나, 이러한 소형의 구조는 i) 각각의 블록을 접합하기 위한 접합 면적이 상대적으로 넓게 차지하게 되어, 스트레이너 삽입 공간이 줄어드는 문제점(사수 구역 발생)이 존재하였으며, ii) 접합 면적의 하부에서 지지하는 블록 지지부가 상대적으로 조밀하게 배치되어야 하는바, 사수구역 및 시공 비용이 많이 발생하는 문제점이 존재하며, iii) 상대적으로 작은 블록으로 인해, 역세척 시 상승류의 상승압에 의한 집수블록의 상부로 돌출 및 이탈 현상이 발생하는 문제점이 존재하였다.

그리고 여과지 하부 집수실의 오염 등을 청소하기 위하여는 소형 집수블록을 제거하거나, 본 발명자의 선행등록실용신안 제20-0342792호 및 제20-0342793호에 기재된 바와 같이 집수블록에 맨홀을 형성하였으나, 도 1, 2에 도시된 바와 같이 집수블록 지지부에 형성된 물 수평홈으로는 작업자가 이동하기가 거의 불가능하였다.

따라서 각 집수블록 지지부 구간별로 각각의 맨홀을 형성하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 스트레이너가 삽입되는 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상술한 바와 같은 종래 기술들의 문제점인 i) 사수 공간의 발생을 줄이며, ii) 집수블록 지지부를 감소시켜 시공 비용을 절약하며, iii) 집수블록의 돌출 및 이탈 현상을 방지하고, ⅳ) 집수블록의 지지부에 관통하는 통로를 형성하여 종래의 공기 수평홈 및 물 수평홈을 생략하고, 이를 통하여 작업자가 왕래할 수 있는 충분한 공간을 확보하여 여과지 하부의 점검 및 청소나 수리 등을 용이하게 하는데 추가적인 목적이 있는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조는 스트레이너 삽입된 대형 집수블록과 이를 지지하는 집수블록 지지부로 구성된다.

상기 대형 집수블록에 의한 여과지의 하부구조는 여과지의 집수블록 지지대 상에 일체로 형성된 1개의 집수블록이 여과지의 폭 길이로 설치되고, 이들을 연속적으로 연결하는 구성으로 이루어지고 상기 대형 집수블록 중 어느 하나에만 맨홀을 형성한다.

이러한 대형 집수블록은 종래의 소형 집수블록에 비하여 가로가 3 내지 6배 세로가 2배이고 두께는 1.5 내지 2배인 것이 바람직하며 이는 여과지의 크기에 따라 변경이 가능하다. 즉 종래의 가로*세로*두께가 1*1*0.1m 또는 1*1.2*0.1m의 규격의 소형 집수블록을 기준으로 할 경우, 본 발명의 대형 집수블록은 가로 3 내지 6m 세로 2 내지 2.4m, 두께는 0.15 내지 0.2m가 바람직하며, 이는 여과지의 규격에 따라 변경이 가능하며, 가로의 규격은 여과지의 폭에 따라 그 길이의 조절이 가능하다.

상기와 같은 규격으로 정하는 것은 대형 집수블록은 공장에서 형틀에 의하여 제작하는 PC콘크리트(precast concrete) 형태로, 이를 현장에 운반하여 조립하는 경우 상기의 규격을 초과하면 차량에 의한 운송이 곤란하고, 운송 시 파손되는 문제점 및 현장에서 블록 설치시 공사 시공의 곤란성이 발생할 수 있다.

본 발명의 대형 집수블록은 본 출원인의 등록특허 제10-1114856호의 정수장 여과지용 스트레이너 블록의 제조방법을 기초로 하여 제조할 수 있다.

즉 상기 특허의 제조방법에 따라 대형 형틀을 사용하여 제조가 가능하므로 이에 대한 구체적인 제조방법은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조의 상기 집수블록 지지부는, 종래의 소형 집수블록 지지부의 2배인 2 내지 2.4m 간격으로 배치되며, 중앙 부분에 상부까지 관통된 관통수로가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기의 관통수로는 집수블록 지지부의 전체길이에 대비하여 1/4 내지 1/3의 길이로 형성하며, 이 관통수로는 정수된 물과 역세척 공기 및 역세척수의 통로와 여과지의 점검 및 보수 또는 청소를 위한 작업통로로도 사용된다. 또한 여과지에 설치된 상기 대형 집수블록 중 어느 하나에만 맨홀을 형성하면 여과지 하부 전체의 점검 및 청소나 보수가 가능한 것이다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 대형 집수블록의 도입으로 인해 집수블록 간의 접합 부위가 감소하여, 앵커 및 볼트 등 부품의 절감과 집수블록의 조립이 간단하며, 사수 구역을 감소시키는 효과를 제공한다.

둘째, 대형 집수블록의 도입으로 하부에서 지지하도록 하는 집수블록 지지부 개수의 감소와 별도의 수평 공기홈 및 물 수평홈 설치를 생략하여 시공 비용을 절약하고, 집수블록 하부에 상대적으로 큰 통로를 형성하여, 여과지 하부의 점검, 보수 및 청소 공간을 확보하는 효과까지 제공한다.

셋째, 집수블록을 대형화 하여 자체 하중의 증가로 인하여 역세척 시 집수블록의 이탈 현상이 감소하는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 종래의 정수장 여과지의 단면을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 종래의 정수장 여과지에서, 원수가 여재층 및 스트레이너를 통과하여 정수되는 상태를 도시하는 설명도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 종래의 정수장 여과지에서, 여재층을 세척하는 상태를 도시하는 설명도이다.
도 4는 종래 집수블록 지지부가 설치된 것을 촬영한 사진이다.
도 5는 종래의, 집수블록 지지부 상에 복수 개의 집수블록이 설치되고, 앵커 및 볼트에 의하여 결합되고, 집수블록에는 스트레이너가 설치된 것을 촬영한 사진이다.
도 6은 종래 집수블록 지지부들과 소형 집수블록들이 구성을 양면 구조의 여과조에 별도로 간략하게 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 대형 집수블록들과 집수블록 지지부의 구성을 양면 구조의 여과조에 별도로 간략하게 도시한 평면도이다.

본 발명에 따른 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 도면 7을 참조하여, 본 발명에 따른 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조를 상세히 설명하고자 한다.

도 7은 본 발명이 여과조가 양측으로 설치된 구조로 한면에는 집수블록 지지부(200)을 도시하고, 한면에는 집수블록 지지부상에 대형 집수블록(100)이 형성된 구조를 간략하게 도시한 것으로 접합부나 스트레이너 및 앵커 및 볼트의 구성은 도시를 생략하였다.

본 발명에 따른, 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조는 대형 집수블록(100); 및 집수블록 지지부(200)와 관통수로(500)를 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 대형 집수블록(100)은 기존의 소형 집수블록(100')과 전체적인 형상은 비슷하되, 여과지의 집수블록 지지부와 동일한 면적의 크기로 지지부 상에 일체로 형성된 1개가 설치되며, 기존 소형 집수블록 대비 6 내지 12배로서, 여과지의 크기에 따라 이 범위 내에서 임의로 조정이 가능하다.

기존의 소형 집수블록(100')은 가로×세로 규격이 1.0m×1.0m 또는 1.0m×1.2m이었으나, 이러한 종래 소형 집수블록(100') 대비 6 내지 12배의 면적을 본원 발명은 제시한다(도 6, 7 참조).

보다 상세하게는 대형 집수블록(100)은 스트레이너(110) 삽입을 위하여 수직으로 형성된 복수 개의 개구가 형성되며, 지면과 수평으로 설치한다.

복수 개의 대형 집수블록(100)은 상호간에 측면과 측면이 맞닿도록 집수블록 지지부 상에서 접합되어, 정수장 여과지(1)의 여재층(10)층을 하부에서 지지한다.

집수블록 지지부(200)는 대형 집수블록(100)이 상호 맞닿는 부분의 하부에서, 대형 집수블록(100)을 수평으로 지지하는 일종의 하부 보(洑)에 해당한다.

기존의 소형 집수블록(100') 대비 상술한 바와 같은 규격을 가지는 본원 발명의 대형 집수블록(100)은 역세척에서 발생하는 상승 수압으로 인해 대형 집수블록(100)의 이탈을 방지할 수 있는 최저 임계 수치에 해당하며, 이들 수치의 오차는 20% 내외로 유지하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같은 수치에서 80% 이하의 규격은 역세척시 발생하는 상승 수압을 버티기 힘들고, 120% 이상의 규격은 집수블록(100)의 지나친 하중의 발생으로 오히려 시공 비용이 많이 증가하는 문제점이 존재하기 때문이다.

본원에서 제시하는 상술한 바와 같은 규격은 기존의 소형 집수블록(100')의 설계에 그대로 적용할 수 있는 장점이 있기 때문에 가장 바람직한 실시예(best mode)를 제시하는 것이다.

대형 집수블록(100)는 집수블록 상에서 상호간에 측면에서 접합되는데, 접합되는 집수블록(100)의 측면은 모르타르를 사용하여 접합시킨다.

이는 본 출원인의 등록특허 제10-1114856호의 정수장 여과지용 스트레이너 블록의 구성을 그대로 활용하면 접합력이 매우 우수한 것으로 나타났다.

대형 집수블록(100)의 하부는 집수블록 지지부(200)에 의해 지지되는데, 대형 집수블록은 집수블록 지지부(200) 사이에 1개가 설치되는 것을 기준으로 한다. 즉 종래의 소형 집수블록은 집수블록 지지부 사이에 4개 이상을 설치하는 구성이었으나, 본 발명에서는 집수블록 지지부 사이에 집수블록을 대형화하여 1개만 설치하는 것이다. 그러나 본 발명은 여기에 한정하지 아니하고, 여과지 가로 길이가 4m 이상의 대형 여과지에는 대형 집수블록을 그 크기에 따라 1개 이상 설치할 수 있으며, 집수블록의 지지부 사이의 폭도 2배 이상으로 구성할 수도 있다.

그리고 여과지의 여과실에 설치된 대형 집수블록의 어느 하나에 본 발명자의 선등록실용신안 제20-0342792호 및 제20-0342793호에 기재된 바와 같이 맨홀을 형성하면 관통수로(500)를 통하여 여과실 전체에 대한 점검 및 청소나 보수가 가능하다.

본 발명의 집수블록 지지부(200)는 도 7에 도시된 바와 같이, 기존의 집수블록 지지부(200')의 배치 간격 W0=1.2m인 경우에는 배치 간격 W1=2.4m를 가지며, 중앙부에는 물(water)이 흐르도록 관통 수로(500)가 형성되는 것이다.

상기의 관통수로는 집수블록 지지부 길이의 1/3 내지 1/4로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 블록 지지부가 4m이면 1 내지 1.33m로 공간을 확보하여, 보수 또는 청소를 위하여 출입이 가능한 넓이로 형성하여 작업통로로서 역할을 할 수 있으며, 대형 집수블록을 고정할 수 있는 앵커를 설치하기 위한 적정 거리를 확보하기 위한 점에서도 이 정도의 간격이 바람직하다.

또한 상부가 개방되어 공기의 이동이 가능하여 종래의 집수블록 지지부 상부에 형성하였던 공기 수평 홀(20) 및 하부에 형성하였던 물 수평 홀(50)을 별도로 형성할 필요가 없다.

이와 같은 기술적 특징에 의하여 본 발명은 집수블록 지지부의 개수 및 면적을 줄일 수 있으며, 집수블록을 고정하는 앵커 및 볼트의 수를 획기적으로 줄일 수 있는 것이다. 즉 본 발명의 대형 집수블록 1개를 설치하는데 사용되는 앵커(300)는 8개인 반면 기존의 소형 집수블록은 8개가 횡으로 연결되는 구조에서는 집수블록 지지부 당 15개가 소요되어 약 2배가 더 소요된다(도 5 참조).

또한, 집수블록 지지부도 기존에 비하여 1개가 줄어들며, 중간의 관통수로를 형성하여 재료의 절감을 기할 수 있으며, 경비 절감 및 작업 단축으로 인한 경제적인 효과도 기대할 수 있다.

그리고 앵커 및 볼트에 의한 결합부의 축소 및 집수블록 지지부의 생략에 따라 이들에 의하여 발생하였던 정수저항 및 역세수의 사수부가 획기적으로 감소하여 정수 및 역세척 효율이 현저하게 상승되는 것이다.

이하 본 발명의 구체적인 실시예에 의하여 본 발명의 구성을 더욱 명확히 한다.

[실시예]

본 출원인의 등록특허 제10-1114856호의 정수장 여과지용 스트레이너 블록의 제조방법에 따라 가로 4m 세로 2.4m 두께 0.18m인 대형 집수블록을 제조한다.

정수장 여과지의 측벽과 내벽 사이에 집수블록 지지부를 세로 2.4m 간격으로 가로 4m 길이로 설치하되 중앙에 1m의 관통수로를 형성하고, 측벽과 내벽에서 1.5m 길이로 설치하며, 이러한 구조의 집수블록 지지부를 여과지의 길이에 따라 복수개 설치한다.

집수블록 지지부의 측벽과 내벽 및 중앙 끝단부에 집수블록 고정용 앵커를 4개 설치하고, 여기에 대형 집수블록을 고정하고 볼트와 너트로 결합한다.

동일한 공정으로 정수장 여과지의 대형 집수블록을 조립한 후, 대형 집수블록 접합부에 모르타르를 이용하여 접합시키며, 상기 대형 집수블록의 어느 하나에는 맨홀을 형성하여 본 발명의 스트레이너가 삽입된 대형 집수블록을 이용한 정수장의 여과지 하부 구조를 완성한다.

본 명세서에 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 정수장 여과지
2: 여과지 측벽
3: 여과지 하면
4: 원수 인입 트라프
5: 원수 유입 개구
6: 퇴수로
7: 공기 유입을 위한 개구
8: 여과수 개구
10: 여재층
20: 공기 수평홈
30: 정수 및 역세척수 통로
40: 공기 유입구
50: 물 수평홈
100': 종래 집수블록
100: 본 발명의 집수블록
110: 스트레이너
200': 종래 집수블록 지지부
200: 본 발명의 집수블록 지지부
300: 앵커
500: 관통수로

Claims (3)

1. 정수장 여과지 하부 구조에 있어서,
   스트레이너 삽입을 위한 복수 개의 수직 개구가 형성되며, 지면에 수평하게 배치되는 가로 4 내지 6m, 세로 2 내지 2.4m, 두께 0.15 내지 0.2m의 대형 집수블록; 및
   상기 대형 집수블록이 상호 접합되는 부분의 하부에서, 상기 대형 집수블록을 수평하도록 지지하는 집수블록 지지부를 포함하며,
   상기 대형 집수블록은 블록 지지부 상에 일체로 형성된 1개로 구성되고,
   상기 대형 집수블록의 어느 하나에 맨홀이 형성된 것이며,
   상기 집수블록 지지부에는 중간이 개방된 집수블록 지지부 길이의 1/3 내지 1/4 크기의 관통수로가 형성된 것을 특징으로 하는 대형 집수블록을 이용한 정수장 여과지 하부 구조.
   
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3. 삭제

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