KR101737303B1 - 수직 취수관 및 수평 집수관 복합형 취수시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설에 관한 것으로, 그 주된 목적은, 하천, 강, 댐, 저수지 등과 같은 취수원에 용이하게 시공하여 자연 친화적으로 정화된 양질의 물을 취할 수 있는 취수시설을 널리 제공하는 것이다.
이러한 목적으로 이루어진 본 발명의 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설은,
육면체 중공(中空) 박스형상으로 이루어지며, 취수원 바닥에 소정 간격 이격되어 적어도 2개 이상 다수 설치되는 집수정과;
상기 다수 설치된 집수정이 연통하도록, 양측에 대칭형으로 구비된 제 1결합플랜지에 수평상으로 결합되도록 결합 플랜지를 갖춘 수평 집수관과;
상기 집수정 상측에 구비된 제 2결합플랜지에 하단이 결합되도록 결합 플랜지를 갖추며, 하측방향 외표면상에 취수원의 물이 통과할 수 있도록 투수 스크린이 마련된 수직 취수관과;
상기 투수 스크린을 통과한 물이 정화되도록 상기 수직 취수관 내부에 구비되는 여과장치를 포함한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설에 의하면, 하천, 강, 댐, 저수지 등과 같은 취수원에 용이하게 시공하여 자연 친화적으로 정화된 양질의 물을 취할 수 있는 취수시설을 널리 제공하는 이점이 있다.

Description

수직 취수관 및 수평 집수관 복합형 취수시설{A WATER INTAKE EQUIPMENT WITH HORIZONTAL AND VERTICAL COLLECTING PIPE}

본 발명은 수평 및 수직 집수관이 복합되어 있는 취수시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 하상 바닥에만 설치함으로써, 주로 발생하는 폐색 및 짧은 시설수명 등의 단점을 보완하도록 개착식 하상여과공법을 이용하여 간접취수원을 확보하는 취수시설에 관한 것이다.

일반적으로 하천이나 강으로부터 취수하는 방법으로는, 직접 취수하는 방법과 하천이나 강바닥의 모래자갈층을 통과하여 일부 여과된 복류수, 강변여과수, 하상여과수 등과 같이 간접 취수하는 방법이 있다.

직접취수 이외에 하천이나 강바닥 하부에 취수관을 매설한 다음 지층의 치환층을 통과하여 유입되는 복류수를 취수관으로 집수하여 용수를 취수하는 것이 일반적인 하상 여과식 취수설비이다.

그러나 상기한 바와 같은 취수시설은 장기간 사용하게 될 경우 매설된 취수관에 각종 이물질이나 슬러지가 발생함에 따라 물이 유입되는 슬롯사이에 폐색이 진행되고 그에 따라 공극이 막혀 취수량이 점점 감소하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 이중필터팩이 설치된 취수관을 사용하거나 취수관 내부에서 압축공기를 불어넣어 슬러지를 제거하는 역세장치를 설치하는 경우도 있었다.

그러나, 상기한 이중필터팩의 경우 강바닥에 수평으로 매설된 취수관에서 한번 설치되면 교체가 불가능한 치명적인 문제점이 있었다.

또한, 상기한 바와 같이, 취수관 내부에서 압축공기를 불어넣어 슬러지를 제거하는 역세장치의 경우 매설된 취수관 내부에서 일정압력으로 물이 지속적으로 유입되는 상황에 적용되기 때문에 완전한 폐색 제거가 어려운 문제점이 있고, 또한 모래자갈층 공극 사이에 압축공기가 잔류할 경우 공극사이의 물을 흐름을 방해하여 취수량을 감소시키는 원인이 된다.

대한민국 등록특허 제1313136호(등록일자2016년 06월 28일.)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하상여과시설에 새로운 취수형태를 도입함으로서 기존에 발생하던 공극폐색에 의한 슬러지 제거 및 이물질 배출에 대한 문제점을 해결하여 하상여과시설의 취수량을 확보하고 시설수명을 오래도록 유지하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 하천, 강과 같은 취수원에 용이하게 시공하여 자연 친화적으로 정화된 양질의 물을 취할 수 있는 취수시설을 널리 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 여과장치를 통과하면서 불순물들이 여과되는 과정에서 여과재 사이 공극에 생성된 불순물 및 미생물 제거가 용이하도록 함으로써, 공극이 막히는 폐색현상과 취수량 감소의 문제점을 해결하는데 있다.

이러한 목적으로 이루어진 본 발명에 따른 수평 및 수직 집수관이 복합되어 있는 취수시설은,

육면체 중공(中空) 박스형상으로 이루어지며, 취수원 바닥에 소정 간격 이격되어 적어도 2개 이상 다수 설치되는 집수정과;

상기 다수 설치된 집수정이 연통하도록, 양측에 대칭형으로 구비된 제 1결합플랜지에 수평상으로 결합되도록 결합 플랜지를 갖춘 수평 집수관과;

상기 집수정 상측에 구비된 제 2결합플랜지에 하단이 결합되도록 결합 플랜지를 갖추며, 하측방향 외표면상에 취수원의 물이 통과할 수 있도록 투수 스크린이 마련된 수직 취수관과;

상기 투수 스크린을 통과한 물이 정화되도록 상기 수직 취수관 내부에 구비되는 여과장치를 포함한다.

또한, 상기 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설은,

상기 수직 취수관의 투수 스크린을 통해 공급되는 물을 일차적으로 여과하도록 구비되는 치환층을 더 포함한다.

또한, 상기 여과장치는,

상기 수직 취수관의 내부에 설치될 수 있도록 중심 길이방향으로 중공된 도넛형태 또는 원통형 중 어느 하나로 이루어지며, 물의 통과가 용이하도록 미세한 투수 스크린이 무수히 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부에 충만된 여과재를 포함한다.

또한, 상기 여과재는,

모래, 자갈 또는, Bid(유리, 세라믹), 활성탄, 화산석 중 어느 하나이다.

또한, 상기 치환층은,

모래, 자갈 또는 화산석 등이 입경의 크기에 따라 혼합되어 재배열된 형태를 갖는다.

또한, 상기 여과장치의 케이스와 상기 수직 취수관에 마련된 투수 스크린은, 메시 망(網) 또는 타공, 그리고 일정한 슬롯사이즈를 지닌 와이어 스크린 중 어느 하나이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수설비에 의하면, 하천, 강, 하부 위치에 따라 수평 집수관을 시공한 후, 이 수평 집수관의 상부로 여과장치를 갖춘 다수의 수직 취수관을 연결함으로써, 자연적인 여과로 양질의 물 공급뿐만 아니라 안정적인 취수량을 확보함과 동시에, 관정의 유지관리가 용이한 효과가 있다.

또한, 수직 취수관의 수직방향으로 구비되는 여과장치를 주기적으로 청소할 수 있도록 착탈식으로 구성함으로써, 물이 통과하며 생성되는 불순물 및 미생물 제거가 용이하도록 함으로써, 공극이 막히는 폐색현상을 방지함으로써, 보다 많은 취수량을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 개착했던 지층을 현장 특성에 맞게 입경의 크기에 따라 모래와 자갈 등이 혼합되어 재배열한 치환층을 통하여 물이 여과됨으로써, 보다 정화된 수질 개선 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 취수시설의 수평, 수직 취수관 구성을 보인 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 취수설비의 수평, 수직 취수관 구성 중, 수직 취수관 내부에 구비된 여과장치의 다양한 실시 예를 보인 도면들이고,
도 3은 도 1 "A"-A"선에 따른 단면도이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 취수설비의 시공방법을 순차적으로 보인 도면들이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설(10)(이하, “취수시설”이라 함)은, 집수정(100)과 수평 집수관(200)과 수직 취수관(300)과 여과장치(400)와 취수원에 설치되는 치환층(500)을 포함한다.

집수정(100)은 도시한 바와 같이, 취수원 바닥에 소정 간격 이격되어 적어도 2개 이상 다수 설치되는 콘크리트 구조물로서, 육면체 중공(中空) 박스형상으로 이루어진다.

양측 길이방향 대칭형으로 제 1플랜지(110)가 구비되고, 이 제 1플랜지(110)의 직각방향 상측 수직방향으로 제 2플랜지(130)가 구비된다.

이와 같은 제 1, 2플랜지(110)(130)에 후술하는 수평 집수관(200)과 수직 취수관(300)에 마련된 결합플랜지(210)(301)가 각각 결합되며, 수평 집수관(200)이 결합되지 않은 부위에는 마구리(150)가 결합된다.

수평 집수관(200)은, 다수 설치된 상기 집수정(100)이 연통하도록, 양측에 대칭형으로 구비된 제 1결합플랜지(110)에 도시하지 않은 볼트에 의해 결합이 용이하도록 결합 플랜지(210)가 구비되어 있다.

수직 취수관(300)은, 집수정(100) 상측에 구비된 제 2결합플랜지(130)에 도시하지 않은 볼트에 의해 결합이 용이하도록 하단에 결합 플랜지(301)가 구비되어 있다.

이 결합플랜지(301)의 내측으로 후술하는 여과장치(400)의 하단을 지지하도록 지지돌기(330)가 적어도 하나 이상 마련되어 있다.

한편, 이 수직취수관(300) 하측방향으로는 후술하는 작용에서 치환층(500)을 통과하며 일차적으로 정화된 물의 통과가 용이하도록 투수 스크린(310)이 마련되어 있다.

이 투수 스크린(310)은 메시 망(網) 또는 미세한 타공 및 일정한 슬롯사이즈를 갖는 와이어 스크린 중 어느 하나로 이루어져 정화된 물의 투과는 용이하되, 치환층(500)에 마련된 모래, 자갈 또는 화산석 이 통과하지 못하도록 하는 것이다.

이 수직 취수관(300) 내부에 여과장치(400)가 구비되는데, 이 여과장치(400)는, 케이스(410)와 여과재(430)로 이루어진다.

케이스(410)는 도시한 바와 같이, 상기한 수직 취수관(300)의 내부에 설치될 수 있도록 중심 길이방향으로 중공된 도넛형태 또는 원통형중 어느 하나로 이루어지며, 물의 통과가 용이하도록 미세한 투수 스크린(411)이 마련된다.

이 케이스(410)에 마련된 투수 스크린(411) 역시 상기한 수직 취수관(300)의 투수 스크린(310)과 마찬가지로 메시 망(網) 또는 미세한 타공, 그리고 일정한 슬롯사이즈를 지닌 와이어 스크린 중 어느 하나를 적용하는 것이 바람직하다.

여과재(430)는 모래와 자갈 또는 Bid(유리, 세라믹, 활성탄, 화산석) 중 어느 하나로 채워지는 구성으로서, 취수원에 개착 후, 재배열된 치환층(500)을 통해 1차로 여과된 물을 2차로 여과하여 최대한 정화된 양질의 물을 취수할 수 있도록 케이스(410) 내부에 충만된다.

한편, 상기한 여과장치(400)는, 수직 취수관(300) 내에서 슬라이딩식으로 인출 또는 삽입이 가능함으로써, 물에 함유된 이물질이 여과재(430)와 투수스크린(411)에 협착됨으로써 발생하는 폐색, 취수량 감소 현상이 발생한 경우, 상기한 수직 취수관(200)에서 크레인 등으로 인양하여 고압의 물로서 세척하여 여과재(430) 공극과 투수스크린(411)에 퇴적된 이물질 및 불순물, 미생물 등을 제거할 수 있도록 세척하거나 교체한 후, 재 삽입하여 저감되었던 취수량을 증가시킴으로써, 원활한 취수와 유지관리가 용이하다.

나아가, 도 2의 가)와 나)에 도시한 바와 같이, 상기한 여과장치(400)는 수직 취수관(300)의 내부에 설치될 수 있도록 중심 길이방향으로 중공(中空)형으로 이루어진 도넛형태일 수도 있고, 케이스(410) 내부에 여과재(430)를 꽉 채운 원통형일 수도 있다.

더 나아가, 수질이 좋은 지역의 하천이나 강에서는 치환층(500)에 마련된 모래 또는 자갈 등의 여과재에 필터링이 이루어지기 때문에 다)에 도시한 바와 같이, 투수 스크린(310)을 갖춘 수직 취수관(300)만 구비하여도 무방하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 취수시설(10)은 치환층(500)을 더 포함한다.

이 치환층(500)은 취수원의 물을 순차적으로 여과하며 정화할 수 있도록 모래, 자갈 또는 화산석 등이 입경의 크기에 따라 재배열되어 이루어진다. 이 치환층(500)은 상기한 수직 취수관(300)에 공급되는 물을 일차적으로 여과하도록 구비되는 것이다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 취수설비(10)는 상기한 치환층(500)을 통해 1차로 여과된 물을 수직 취수관(300)의 스크린(310)을 통해 공급하고, 2차적으로 여과장치(400)를 통과하며 양질의 물로 정화하여 집수정(100)을 통해 수평 집수관(200)으로 보내지고, 이 전화된 물은 우물통(WR)으로 이동하며 모아진다.

계속해서, 도 3 내지 도 5를 참조로 하여 본 발명에 따른 취수설비(10)의 설치방법과 그에 따른 작용 효과에 대해 설명한다.

우선, 도 3의 가) 내지 다)에 도시한 바와 같이, 취수원(WW)에 시트파일(SF)을 설치하여 물막이 공사를 한 후, 범위 내의 강물과 하상 바닥 일부를 제거하여 공간을 확보한다.

그런 다음, 도 4의 가)에 도시한 바와 같이, 시트파일(SF)의 일측으로 우물통(WR)을 설치한 후, 이 우물통(WR)과 하상 바닥에 콘크리트재 집수정(100)을 설치 한 뒤, 이 집수정(100) 양측에 대칭형으로 구비된 제 1플랜지(110)에 수평집수관(200)의 결합플랜지(210)를 연결하여 설치하는데, 이 수평 집수관(200)은 가급적이면 수평을 유지한 상태로 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 콘크리트 집수정(100)과 수평 집수관(200)의 설치가 완료되면, 이 집수정(100)의 상측에 마련된 제 2플랜지(130)에 수직취수관(300) 하단에 구비된 결합플랜지(301)를 연결하여 설치한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 취수시설(10)의 설치가 완료되면, 최종적으로 치환층(500)을 설치한다.

도 5의 가)에 도시한 바와 같이, 치환층(500)은 모래, 자갈 또는 화산석 등을 하상 바닥에 차례로 포설하는데, 우선 바닥으로부터 입경의 크기가 큰 자갈 등을 먼저 포설하고, 그 위에 화산석이나 모래 등을 포설하면 된다.

하상 바닥에 굵은 자갈을 먼저 포설하고, 그 굵은 자갈의 상측으로 잔자갈이나 화산석을 포설하고 나서 모래를 포설하는 것이 취수원의 물을 일차적으로 정화하는데 바람직하다.

상기한 바와 같이, 치환층(500)의 포설이 완료되면 시트파일(SF)을 제거한 다음, 강물을 채워 넣으면 도 5의 나)에 도시한 바와 같이, 치환층(500)을 통해 1차로 여과된 물이 수직 취수관(300) 내에 구비된 여과장치(400)를 통과하며 2차로 정화된 양질의 물이 콘크리트재 집수정(100)을 지나 수평 집수관(200)으로 집수되어 우물통(WR)으로 모이게 된다.

수직 취수관(300)은 하부 일정부분의 길이까지 투수 스크린(310)으로 구성된 형태이며, 그 상부는 무공관으로 설치하여 하천이나 강의 원수가 그대로 들어오는 것을 방지한다.

또한, 이 수직 취수관(300)은 외부적인 오염을 방지하기 위함과 동시에 여과장치(400)의 유지관리를 위한 개폐가 용이하도록 뚜껑(303)을 설치하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 취수시설(10)에 의하면 하천, 강, 하부 위치에 따라 집수정(100)과 수평 집수관(200)을 시공한 후, 이 집수정(100)의 상부 수직방향으로 여과장치(400)가 내장된 다수의 수직 취수관(300)을 연결함으로써, 저비용으로 양질의 물을 안정적으로 취수할 수 있다.

또한, 모래, 자갈 또는 화산석 중 어느 하나로 재배열(여과)된 치환층(500)은 1, 2차로 물을 여과함으로써, 정화된 물을 취수 및 공급할 수 있도록 하였다.

또한, 상기한 수직 취수관(200) 내부에 삽입된 여과장치(400)는 취수량 저감 및 폐색현상이 발생할 경우 주기적으로 도시하지 않은 크레인으로 인출하여 고압의 물로 세척 및 교체하여 다시 삽입할 수 있으므로, 유지 관리가 용이하다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시는 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 있게 된다.

10 : 취수설비 100 : 집수정
110,130 : 제 1, 2플랜지 200 : 수평 집수관
210 : 결합플랜지 300 : 수직 취수관
301 : 결합 플랜지 310 : 투수 스크린
400 : 여과장치 410 : 케이스
411 : 투수 스크린 430 : 여과재
500 : 치환층

Claims (6)

1. 육면체 중공(中空) 박스형상으로 이루어지며, 취수원 바닥에 소정 간격 이격되어 적어도 2개 이상 다수 설치되는 집수정;
   상기 다수 설치된 집수정이 연통하도록, 양측에 대칭형으로 구비된 제 1결합플랜지에 수평상으로 결합되도록 결합 플랜지를 갖춘 수평 집수관;
   상기 집수정 상측에 구비된 제 2결합플랜지에 하단이 결합되도록 결합 플랜지를 갖추며, 하측방향 외표면상에 취수원의 물이 통과할 수 있도록 투수 스크린이 마련된 수직 취수관; 및
   상기 투수 스크린을 통과한 물이 정화되도록 상기 수직 취수관 내부에 구비되는 여과장치;를 포함하며,
   상기 수직 취수관의 투수 스크린은 상기 수직 취수관의 투수 스크린을 통해 공급되는 물을 일차적으로 여과하는 치환층에 의해 덮이고, 상기 수직 취수관의 상부 부분은 상기 치환층 위에 노출되며,
   상기 여과장치는, 상기 수직 취수관의 내부에 설치될 수 있도록 중심 길이방향으로 중공 도넛형태 또는 원통형 중 어느 하나로 이루어지며, 물이 통과하는 투수 스크린으로 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부에 충진되는 여과재를 구비하고,
   상기 여과장치의 케이스는 상기 수직 취수관 내부에 착탈식으로 결합하고, 상기 여과장치의 케이스와 상기 수직 취수관에 마련된 투수 스크린은 이중 원통 필터 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 치환층은,
   모래, 자갈 또는 화산석이 입경의 크기에 따라 혼합되어 재배열되는 것을 특징으로 하는 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 여과재는,
   모래, 자갈, Bid(유리, 세라믹), 활성탄, 및 화산석 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 여과장치의 케이스와 상기 수직 취수관에 마련된 투수 스크린은,
   메시 망(網) 또는 타공, 그리고 일정한 슬롯사이즈를 지닌 와이어 스크린 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수직 취수관 및 수평 집수관이 복합되어 있는 취수시설.

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