KR101715920B1 - 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치에 관한 것으로, 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치는 취수원의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에서 일단이 상기 취수원의 중심부를 향해 방사상으로 다수 배치되어, 상기 취수원의 바닥 토양을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입하는 수평 집수관과, 각각의 상기 수평 집수관의 타단과 연결되고, 각 수평 집수관에 유입되는 여과수를 공급받는 취수관과, 각각의 상기 수평 집수관의 타단에 배치되고, 상기 취수관으로의 여과수 공급을 제어하는 집수 밸브와, 각각의 상기 수평 집수관의 타단에 배치되어 상기 취수관으로 공급되는 여과수의 수온, 수량과 수질을 실시간 감지하여 제 1 여과수 정보를 생성하는 제 1 센서모듈과, 지중에 수직한 방향으로 형성되어 상기 취수관의 일측에 배치되고, 상기 취수관에 공급되는 여과수를 집수하는 집수관과, 상기 집수관의 내부에 배치되고, 집수되는 여과수의 수온, 수위 및 수질을 실시간 감지하여 제 2 여과수 정보를 생성하는 제 2 센서모듈과, 상기 집수관의 내부에 배치되고, 집수되는 여과수를 펌핑하여 지상으로 공급하는 양수 펌프 및 상기 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈, 집수 밸브 및 양수 펌프와 전기적으로 연결되고, 상기 집수 밸브 및 상기 양수 펌프의 동작을 제어하는 취수 제어장치를 포함한다.

Description

수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치{WATER INTAKE SYSTEM FITRATED FROM SURFACE LAKE OR RESERVOIR USING HORIZONTAL COLLECTION MODULES}
본 발명은 여과수 취수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 호수나 저수지의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에 수평 집수관을 매설하고, 호수나 저수지의 바닥의 토양을 통해 하상 여과되는 여과수를 취수할 수 있는 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치에 관한 것이다.
최근, 산업의 발달과 인구 증가로 인하여 용수 수요량이 급증하고 있으며, 기후 변화로 인한 가뭄과 홍수로부터 안정적인 취수원을 확보하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다.
이를 위해, 대형 지하수 개발 및 하상/강변 여과수의 개발이 급속도로 진행중에 있으며, 특히, 하상의 여과 기능을 이용하여, 하상을 통과하면서 여과된 하천수를 집수하도록 수평 집수 파이프가 연결된 집수정 등의 하상 여과방식의 집수 시설의 개발이 활발히 진행되고 있다.
수평 집수 파이프가 연결된 집수정은 지하수, 호소수 및 해수 등을 지하 대수층이나 하상 충적층을 거쳐 간접적으로 취수함으로써 양질의 지하수를 확보하여 생활용수, 공업용수, 농업용수 및 발전용수 등으로 사용하기 위한 시설이다.
일반적으로, 하천 바닥의 충적층을 하상(river bed)이라 하고, 이 하상 충적은 모래, 자갈 등이 퇴적된 구조로 되어 있어 투수성이 좋고, 슬라임, 스케일, 슬러지 등의 오염물을 흡착하여 수질을 개선할 수 있는 특징이 있다.
이러한, 하상/강변 여과 방식을 위한 집수정은 하천이나 강변에서 일정 거리 떨어진 지역에 강변 여과수, 지하수 등(이하에서는, 여과수로 통일하여 기재함) 여과수를 한꺼번에 모을 수 있도록 우물 형태로 형성하고, 집수정에 연결되어 하상 충적층에 배치되는 수평 집수 파이프를 통해 여과수를 집수할 수 있다.
상기와 같이, 집수정에 집수된 여과수는 원거리에 위치하는 취수장 또는 정수장에 공급 파이프 등을 통해 펌핑되어 제공될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 수평 집수 파이프를 이용한 취수설비는 통상적으로 하상 충적층에 토양에 존재하는 지하수가 유입되므로 취수량이 적고 이로 인하여, 집수 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여, 등록특허 제10-1204043호에서는 취수원뿐만 아니라 인공 함양지에 수평정호와 집수정 등의 취수설비를 설치하는 기술이 개시되고 있다.
등록특허 제10-1204043호는, 인공 함양지에도 다수개의 취수설비를 설치 및 운용함으로써, 취수원에서만 취수설비를 설치 및 운용하는 경우보다 취수량, 취수효율을 높이도록 하고 있다.
그러나, 종래기술에서는 취수원뿐만 아니라 인공의 함양지에도 취수설비를 설치해야 하기 때문에 과도한 설비 비용이 발생하고, 또한, 지하수의 취수량은 계절의 변화, 강수량의 변화 및 주위환경 등 기타의 요인에 의해 짧게는 시간별로 길게는 계절별로 수시로 변화하는데, 이를 적절히 효과적으로 취수하지 못하는 문제가 있었다.
또한, 취수원이나 인근 지하수가 오염되는 경우, 오염된 여과수가 취수장에 그대로 공급될 수 있다는 문제점이 있다.
등록특허 제10-1204043호(2012. 11. 16.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 호수나 저수지의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에 다수의 수평 집수관을 배치함으로써 호수나 저수지에 저수된 물에 대해 하상 여과되는 여과수를 취수할 수 있는 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다수의 수평 집수관이 호수나 저수지의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에 배치됨으로써 호수나 저수지에 저수된 물이 마르는 경우에도, 지하의 지하수를 취수할 수 있는 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 호수나 저수지의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에 배치되는 수평 집수관으로부터 일정 깊이 지하에 다수의 보조 수평 집수관을 배치하여, 오염된 여과수를 토양을 통해 2차 여과한 후 취수함으로써 수질 개선된 여과수를 취수할 수 있는 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치는 취수원의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에서 일단이 상기 취수원의 중심부를 향해 방사상으로 다수 배치되어, 상기 취수원의 바닥 토양을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입하는 수평 집수관과, 각각의 상기 수평 집수관의 타단과 연결되고, 각 수평 집수관에 유입되는 여과수를 공급받는 취수관과, 각각의 상기 수평 집수관의 타단에 배치되고, 상기 취수관으로의 여과수 공급을 제어하는 집수 밸브와, 각각의 상기 수평 집수관의 타단에 배치되어 상기 취수관으로 공급되는 여과수의 수온, 수량과 수질을 실시간 감지하여 제 1 여과수 정보를 생성하는 제 1 센서모듈과, 지중에 수직한 방향으로 형성되어 상기 취수관의 일측에 배치되고, 상기 취수관에 공급되는 여과수를 집수하는 집수관과, 상기 집수관의 내부에 배치되고, 집수되는 여과수의 수온, 수위 및 수질을 실시간 감지하여 제 2 여과수 정보를 생성하는 제 2 센서모듈과, 상기 집수관의 내부에 배치되고, 집수되는 여과수를 펌핑하여 지상으로 공급하는 양수 펌프 및 상기 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈, 집수 밸브 및 양수 펌프와 전기적으로 연결되고, 상기 집수 밸브 및 상기 양수 펌프의 동작을 제어하는 취수 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 여과수 취수장치는, 상기 취수 제어장치가 상기 제 1 여과수 정보에 근거하여 감지된 수질의 오염 정도가 설정된 값의 범위에 해당되면, 해당 수평 집수관의 집수 밸브의 동작을 제어하여 상기 취수관으로 여과수의 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 여과수 취수장치는, 상기 취수 제어장치가 상기 제 2 여과수 정보에 근거하여 감지된 상기 집수관의 수위가 설정된 범위 보다 낮은 것으로 확인되면, 상기 양수 펌프의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 여과수 취수장치는, 상기 취수 제어장치가 상기 제 2 여과수 정보에 근거하여 감지된 상기 집수관의 수위가 설정된 범위 보다 높고, 상기 양수 펌프의 동작이 정지 상태인 것으로 확인되면, 상기 양수 펌프를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 여과수 취수장치는, 상기 수평 집수관의 표면에 메쉬 타입의 스크린이 형성되고, 상기 스크린을 통해 여과수가 상기 수평 집수관의 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 여과수 취수장치는, 상기 수평 집수관으로부터 일정 깊이 지하에서 일단이 상기 취수원의 중심부를 향해 방사상으로 다수 배치되어, 상기 취수원의 바닥 토양을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입하는 보조 수평 집수관과, 각각의 상기 보조 수평 집수관의 타단과 연결되고, 각 보조 수평 집수관에 유입되는 여과수를 공급받는 보조 취수관과, 각각의 상기 보조 수평 집수관의 타단에 배치되고, 상기 보조 취수관으로의 여과수 공급을 제어하는 보조 집수 밸브 및 각각의 상기 보조 수평 집수관의 타단에 배치되어 상기 보조 취수관으로 공급되는 여과수의 수온, 수량과 수질을 실시간 감지하여 제 3 여과수 정보를 생성하는 제 3 센서모듈을 더 포함하고, 상기 취수 제어장치는 상기 보조 집수 밸브 및 제 3 센서모듈과 전기적으로 연결되어, 상기 보조 집수 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 여과수 취수장치는, 상기 취수 제어장치가 상기 수평 집수관의 집수 밸브가 개방된 상태에서는 상기 보조 수평 집수관의 보조 집수 밸브가 닫힌 상태를 유지하도록 제어하고, 상기 제 1 여과수 정보에 근거하여 감지된 수질의 오염 정도가 설정된 값의 범위에 해당되면, 해당 수평 집수관의 집수 밸브의 동작을 제어하여 상기 취수관으로 여과수의 공급을 차단함과 동시에 상기 해당 수평 집수관과 대응되는 하측의 보조 수평 집수관의 보조 집수 밸브를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치에 따르면, 호수나 저수지 등의 취수원 바닥으로부터 일정 깊이 지하에 다수의 수평 집수관을 배치함으로써 호수나 저수지에 저수된 물에 대해 하상 여과되는 여과수를 취수할 수 있고, 일정 깊이 지하에 배치되고 있기 때문에, 취수원에 저수된 물이 마르는 경우에도 지하의 지하수를 취수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 여과수 취수장치에 따르면, 수평 집수관으로부터 일정 깊이 지하에 다수의 보조 수평 집수관을 배치하여, 오염된 여과수를 토양을 통해 2차 여과한 후 취수함으로써 수질 개선된 여과수를 취수할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는, 도 1의 여과수 취수장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 여과수 취수장치를 이루는 수평 집수관의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 여과수 취수장치를 나타내는 측면도이며, 도 3은 본 발명의 여과수 취수장치를 이루는 수평 집수관의 구성을 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 여과수 취수장치(10)는 수평 집수관(100), 취수관(200), 집수관(300) 및 취수 제어장치(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
도면을 참조하면, 수평 집수관(100)은 예를 들어, 호수, 저수지 또는 호소 등의 취수원(1)의 바닥(2)으로부터 일정 깊이(예를 들어, 지하 대수층이나 하상 충적층)에 다수개 배치되어 취수원(1)의 바닥 토양(3)을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입시킬 수 있다.
이 수평 집수관(100)은, 도면에 나타낸 바와 같이, 일단이 취수원(1)의 중심부를 향해 방사상으로 다수개 배치시킴으로써 집수 효율을 향상시킬 수 있으며, 동일한 간격을 유지하거나 필요에 따라 간격을 다르게 하여 배치하여도 괜찮다.
또한, 수평 집수관(100)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 표면에 메쉬(mesh) 타입의 스크린(101)이 형성되도록 구성되어 유공관 형태로 이루어질 수 있다. 이 메쉬 타입 스크린(101)을 통해 여과수가 수평 집수관(100)의 내부로 유입되고, 유입된 여과수가 수평 집수관(100)의 외부로 배출되지 않도록 구성될 수 있다.
각각의 수평 집수관(100)의 타단은 하나의 관, 예를 들어, 링 형태의 취수관(200)과 연결되고 있다. 따라서, 방사상으로 배치되는 각 수평 집수관(100)을 통해 유입되는 여과수는, 이 수평 집수관(100)과 연결된 취수관(200)에 공급될 수 있다.
수평 집수관(100)의 내부, 즉 수평 집수관(100)의 타단 측에는 제 1 센서 모듈(110)이 배치될 수 있다. 제 1 센서 모듈(110)에서는 취수관(200)으로 공급되는 여과수의 수온, 수량과 수질 등을 실시간 감지하여 제 1 여과수 정보를 생성할 수 있다.
또한, 각각의 수평 집수관(100)의 타단, 구체적으로 수평 집수관(100)과 취수관(200) 사이에는 취수관(200)으로의 여과수 공급을 제어할 수 있는 집수 밸브(120)가 구비될 수 있다.
집수관(300)은 별도의 연결관(301)을 통해 취수관(200)과 연결될 수 있다. 이 집수관(300)은 우물 또는 관정 형태로 구성될 수도 있으며, 지중에 수직한 방향으로 형성되어 취수관(200)에서 공급되는 여과수를 집수할 수 있다.
집수관(300)은 취수관(200)의 일측에 인접하여 배치될 수도 있고, 필요에 따라 일정한 거리, 예를 들어, 원격지의 취수장(500) 근처에 배치될 수도 있다.
제 2 센서모듈(310)은 집수관(300)의 내부에 배치되어, 취수관(200)으로부터 집수되는 여과수의 수온, 수위 및 수질을 실시간 감지하여 제 2 여과수 정보를 생성할 수 있다.
또한, 집수관(300)의 내부에는 양수 펌프(320)가 구비되어 집수관(300)에 집수되는 여과수를 펌핑하여 지상의 취수장(500)으로 공급할 수 있다.
취수장(500)에는 취수 제어장치(400)가 구비되어 제 1 센서모듈(110), 제 2 센서모듈(310), 집수 밸브(120) 및 양수 펌프(320)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 센서모듈(110)과 제 2 센서모듈(310)에서 생성되는 제 1 여과수 정보와 제 2 여과수 정보는 이 취수 제어장치(400)로 전송될 수 있고, 그 정보에 따라 집수 밸브(120) 및 양수 펌프(320)의 동작을 제어할 수 있다.
취수 제어장치(400)에서는 제 1 센서모듈(110)로부터 수신되는 제 1 여과수 정보를 확인하여, 제 1 여과수 정보 중 수질의 오염 정도가 설정된 값의 범위에 해당되면 여과수가 오염된 것으로 판단하고 오염된 여과수가 유입된 수평 집수관(100)을 확인할 수 있다.
이를 통해, 취수 제어장치(400)는 오염된 여과수가 유입된 해당 수평 집수관(100)의 집수 밸브(120)의 개폐 동작을 제어하여 취수관(200)으로 공급되는 여과수를 차단함으로써 오염된 여과수의 유입을 방지할 수 있다.
또한, 일정 시간이 경과되거나 별도의 방제 작업 등을 통해 오염원을 제거하여 제 1 센서모듈(110)에서 감지된 정보가 오염되지 않은 여과수로 확인되면 취수 제어장치(400)는 닫힌 집수 밸브(120)를 개방하도록 제어할 수 있다.
또한, 취수 제어장치(400)는 제 2 센서모듈(310)에서 수신되는 제 2 여과수 정보 중 집수관(300)의 수위가 설정된 범위 보다 낮은 것으로 확인되면, 양수 펌프(320)의 손상 또는 여과수 수위의 조절을 위해 동작중인 양수 펌프(320)를 정지시킬 수 있다.
반대로, 제 2 여과수 정보에서 집수관(300)의 수위가 설정된 범위 보다 높고, 양수 펌프(320)의 동작이 정지 상태인 것으로 확인되면, 취수 제어장치(400)는 정지 상태의 양수 펌프(320)를 동작시키도록 제어할 수 있다.
상기와 같이, 취수 제어장치(400)는 자동으로 집수 밸브(120) 및 양수 펌프(320)의 동작을 제어하도록 하고 있지만, 이외에 관리자(도시하지 않음)에 의해 입력되는 제어신호를 통해서도 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평 집수관을 이용한 여과수 취수장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과수 취수장치(20)는 도 1 및 도 2의 여과수 취수장치(10)와 동일한 구성요소를 포함하고 있다. 따라서, 중복되는 구성에 대해 동일한 참조부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 여과수 취수장치(20)는 이중 구조의 수평 집수관(100, 100')으로 구성될 수 있다. 수평 집수관(100)으로부터 일정 깊이 지하에 수평 집수관(100)과 동일한 구성을 가지는 보조 수평 집수관(100')을 배치할 수 있다.
즉, 보조 수평 집수관(100')은 동일한 방식으로 일단이 취수원(1)의 중심부를 향해 방사상으로 다수 배치되고, 취수원(1)의 바닥 토양(3)을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입시킬 수 있다.
또한, 각각의 보조 수평 집수관(100')의 타단은 취수관(200)과 동일한 형태의 보조 취수관(200')과 연결되어, 각 보조 수평 집수관(100')에 유입되는 여과수를 보조 취수관(200')으로 공급되도록 구성될 수 있다. 이 보조 취수관(200')은 도면에 나타낸 바와 같이, 집수관(300)에 연결되어 공급되는 여과수를 집수관(300)에 집수시킬 수 있다.
또한, 보조 수평 집수관(100')의 타단 측 내부에는, 보조 취수관(200')으로 공급되는 여과수의 수온, 수량과 수질을 실시간 감지하여 제 3 여과수 정보를 생성하는 제 3 센서모듈(110')과, 보조 취수관(200')으로의 여과수 공급을 제어하는 보조 집수 밸브(120')가 구비될 수 있다.
이러한 제 3 센서모듈(110')과 보조 집수 밸브(120')도 취수 제어장치(400)에 전기적으로 연결되고, 제 3 센서모듈(110')에서 수신되는 제 3 여과수 정보를 통해 보조 집수 밸브(120')의 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 취수 제어장치(400)에서는 수평 집수관(100)의 집수 밸브(120)가 개방된 상태에서는 보조 수평 집수관(100')의 보조 집수 밸브(120')가 닫힌 상태를 유지하여 수평 집수관(100)을 통해 여과수가 집수되도록 제어할 수 있다.
반면에, 취수 제어장치(400)에서 제 1 센서모듈(110)을 통해 수신된 제 1 여과수 정보에 근거하여 감지된 수질의 오염 정도가 설정된 값의 범위에 해당되는 것으로 확인되면, 해당 수평 집수관(100)의 집수 밸브(110)의 동작을 제어하여 취수관(200)으로 여과수의 공급을 차단함과 동시에 해당 수평 집수관(100)과 대응되는 하측의 보조 수평 집수관(100')의 보조 집수 밸브(120')를 개방하도록 제어할 수 있다.
이 경우 오염된 여과수가 수평 집수관(100)의 하측의 토양을 통해 여과시킨 후 취수함으로써 수질 개선된 여과수를 취수할 수 있는 특징이 있다.
또한, 취수 제어장치(400)는 제 3 여과수 정보의 오염도를 확인한 후, 해당되는 보조 수평 집수관(100')의 보조 집수 밸브(120')에 대한 동작을 제어할 수 있다.
취수 제어장치(400)는 오염도에 따라 선택적으로 여과수를 취수하는 것 외에, 각 여과수 정보에 포함되는 수위 정보를 활용하여 위치에 따른 지하수를 취수할 수 있도록 집수 밸브(120) 및 보조 집수 밸브(120')의 동작을 제어할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 이중 구조의 수평 집수관을 예를 들어 설명하였지만, 필요에 따라 다단 구조로 형성할 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면, 취수원 바닥으로부터 일정 깊이 지하에 다수의 수평 집수관을 배치함으로써 호수나 저수지에 저수된 물에 대해 하상 여과되는 여과수를 취수할 수 있고, 가뭄 등으로 취수원에 저수된 물이 마르는 경우에도 일정 깊이 지하의 지하수를 취수할 수 있는 이점이 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 여과수 취수장치
100 : 수평 집수관 101 : 스크린
110 : 제 1 센서모듈 120 : 집수 밸브
200 : 취수관 300 : 집수관
301 : 연결관 310 : 제 2 센서모듈
320 : 양수 펌프 400 : 취수 제어장치
500 : 취수장

Claims (8)

  1. 취수원의 바닥으로부터 일정 깊이 지하에서 일단이 상기 취수원의 중심부를 향하면서 방사상으로 다수 배치되어, 상기 취수원의 바닥 토양을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입하는 수평 집수관;
    각각의 상기 수평 집수관의 타단과 연결되고, 각 수평 집수관에 유입되는 여과수를 공급받는 링 형태의 취수관;
    각각의 상기 수평 집수관의 타단에 배치되고, 상기 취수관으로의 여과수 공급을 제어하는 집수 밸브;
    각각의 상기 수평 집수관의 타단에 배치되어 상기 취수관으로 공급되는 여과수의 수온, 수량 및 수질을 실시간 감지하여 제 1 여과수 정보를 생성하는 제 1 센서모듈;
    지중에 수직한 방향으로 형성되어 상기 취수관의 일측에 배치되고, 상기 취수관에 공급되는 여과수를 집수하는 집수관;
    상기 집수관의 내부에 배치되고, 집수되는 여과수의 수온, 수위 및 수질을 실시간 감지하여 제 2 여과수 정보를 생성하는 제 2 센서모듈;
    상기 집수관의 내부에 배치되고, 집수되는 여과수를 펌핑하여 지상으로 공급하는 양수 펌프;
    상기 수평 집수관으로부터 일정 깊이 지하에서 일단이 상기 취수원의 중심부를 향하면서 방사상으로 다수 배치되어, 상기 취수원의 바닥 토양을 통해 하상 여과되는 여과수를 내부로 유입하는 보조 수평 집수관;
    각각의 상기 보조 수평 집수관의 타단과 연결되고, 각 보조 수평 집수관에 유입되는 여과수를 공급받는 링 형태의 보조 취수관;
    각각의 상기 보조 수평 집수관의 타단에 배치되고, 상기 보조 취수관으로의 여과수 공급을 제어하는 보조 집수 밸브;
    각각의 상기 보조 수평 집수관의 타단에 배치되어 상기 보조 취수관으로 공급되는 여과수의 수온, 수량 및 수질을 실시간 감지하여 제 3 여과수 정보를 생성하는 제 3 센서모듈; 및
    상기 제 1 센서모듈, 제 2 센서모듈, 제 3 센서모듈, 집수 밸브, 보조 집수 밸브 및 양수 펌프와 전기적으로 연결되고, 상기 집수 밸브, 보조 집수 밸브 및 양수 펌프의 동작을 제어하는 취수 제어장치;를 포함하고,
    상기 취수 제어장치는,
    상기 제 1 여과수 정보에 근거하여 감지된 수질의 오염 정도가 설정된 값의 범위에 해당되면, 해당 수평 집수관의 집수 밸브의 동작을 제어하여 상기 취수관으로 여과수의 공급을 차단함과 동시에,
    상기 해당 수평 집수관과 대응되는 하측의 보조 수평 집수관의 보조 집수 밸브를 개방하도록 제어하여 토양을 통해 2차 하상 여과된 여과수를 상기 보조 취수관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 여과수 취수장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 취수 제어장치는,
    상기 제 1 여과수 정보에 근거하여 감지된 수질의 오염 정도가 설정된 값의 범위에 해당되면, 해당 수평 집수관의 집수 밸브의 동작을 제어하여 상기 취수관으로 여과수의 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 여과수 취수장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 취수 제어장치는,
    상기 제 2 여과수 정보에 근거하여 감지된 상기 집수관의 수위가 설정된 범위 보다 낮은 것으로 확인되면, 상기 양수 펌프의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 여과수 취수장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 취수 제어장치는,
    상기 제 2 여과수 정보에 근거하여 감지된 상기 집수관의 수위가 설정된 범위 보다 높고, 상기 양수 펌프의 동작이 정지 상태인 것으로 확인되면, 상기 양수 펌프를 동작시키는 것을 특징으로 하는 여과수 취수장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 집수관의 표면에 메쉬 타입의 스크린이 형성되고, 상기 스크린을 통해 여과수가 상기 수평 집수관의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 여과수 취수장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 취수 제어장치는,
    상기 수평 집수관의 집수 밸브가 개방된 상태에서는 상기 보조 수평 집수관의 보조 집수 밸브가 닫힌 상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 여과수 취수장치.
  8. 삭제
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