KR101838692B1 - 하부집수장치용 딤플형 다공판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부집수장치용 딤플형 다공판에 관한 것으로, 그 목적은 다수의 합성수지 알갱이가 융착을 통해 상호 결합된 것으로 이루어지되, 각각의 알갱이가 하나 이상의 홈을 포함하는 딤플형태로 이루어져 알갱이의 사이사이에 공극을 안정적으로 형성시킬 수 있도록 한 하부집수장치용 딤플형 다공판을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 합성수지 알갱이가 융착에 의해 서로 결합된 것으로 이루어지며, 여과지의 바닥에 설치되는 유공블록형 하부집수장치의 상부에 조립되어 여재층을 형성하는 여재를 지지하고, 여과수와 역세수 및 공기가 내부 공극을 통해 유동하면서 통과하도록 이루어진 다공판에 있어서, 상기 각각의 알갱이는 구형으로 이루어지며, 표면에 우묵하게 함몰된 하나 이상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 하부집수장치용 딤플형 다공판을 제공한다.

Description

하부집수장치용 딤플형 다공판{Porous plate with dimples for underdrain apparatus}

본 발명은 유공블록형 하부집수장치에 사용되는 다공판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 합성수지 알갱이가 융착되어 결합된 것으로 이루어지되, 각각의 합성수지 알갱이가 하나 이상의 홈을 포함하는 딤플형태로 이루어져 알갱이의 사이사이에 공극이 안정적으로 형성될 수 있도록 이루어진 하부집수장치용 딤플형 다공판에 관한 것이다.

일반적으로 정수장은 식수원으로부터 원수를 공급받아 음용에 적합하도록 정수하는 시설을 의미하며, 이러한 정수장은 원수에 포함된 이물질을 물리적으로 침전시키는 착수정과, 착수정에서 처리된 원수를 수처리 약품과 혼화시키는 혼화지와, 혼화지에서 수처리 약품과 화합된 원수에서 응집된 플록을 형성시키는 응집지와, 응집지에서 형성된 플록(floc)을 중력으로 자연 침강시켜 침전시키는 침전지와, 침전지에서 플록이 제거된 원수를 여과시키는 여과지와, 여과지에서 여과된 원수에 염소 등의 소독약품을 투입시켜 최종 정수시킨 후 가정집으로 공급하는 정수지 등이 포함된다.

한편, 상기 침전지로부터 여과지로 유입되는 원수는 여과지의 상부로 유입된 후, 모래, 활성탄, 자갈 등의 여재로 이루어진 여재층을 통과하고, 여과지의 하부에 설치된 하부집수장치를 통해 집수된 후 정수지로 배출된다.

이때 상기 하부집수장치는 휠러형(wheeler ball type), 스트레이너형, 유공블록형, 다공판형 등이 주로 사용되고 있으며, 동일 면적에서 높은 여과속도와 많은 현탁물질의 억류가 가능한 유공블록형과 다공판형이 많이 사용되고 있으며, 이러한 유공블록형과 다공판형은 심층여과 방식으로 공기와 물의 역세기능을 필요로 한다.

한편, 유공블록형과 다공판형이 구비해야 하는 특징 중 하나는 여과수 및 역세수가 여재층 전면에 걸쳐 균일하게 분배될 수 있도록 하는 것이다. 이를 만족하지 못하게 되면, 여과시 잘 세척된 부분으로만 물이 통과하는 터널링tunneling) 현상에 의해 여과속도가 상대적으로 빠른 부분이 발생되고, 세척이 불충분한 부분에서는 부분적인 폐색 현상이 발생된다.

이러한 터널링 현상 및 폐색 현상으로 인하여 원수의 여과효율이 저하될 뿐만 아니라 역세 효율 또한 저하되며, 역세 후에도 여재층에 이물질이 잔류하면서 원수의 여과 효율을 저하시키게 된다.

한편, 유공블록형 하부집수장치를 여과지에 시공함에 있어서, 유공블록형 하부집수장치의 바로 위에는 다공판이 설치되며, 상기 다공판은 여과수에 포함된 현탁물질의 추가적으로 제거하는 기능, 여재층을 형성하는 여재가 하부 빠져나가는 것을 방지하는 기능 그리고 유공블록형 하부집수장치로부터 공급되는 역세수와 공기를 분산시키는 기능을 제공하게 된다.

이러한 다공판은 합성수지로 이루어진 다수의 구형 알갱이에 열을 가하여 융착 결합시키는 방식으로 제조되는데, 구형의 알갱이가 서로 맞닿아 융착되는 과정에서 융착부가 누룽지 형태로 눌어붙으면서 공극의 크기를 감소시키거나 폐쇄하게 되며, 이러한 눌어붙음 현상은 구형 알갱이의 사방에서 불규칙하게 발생되므로, 결국 다공판에 형성된 공극이 설계값과 다르게 매우 불규칙해지고, 공극크기가 감소하거나 폐쇄되는 부분이 발생하게 된다.

이에 따라 눌어붙음 현상이 발생된 부분에서 유체의 유동특성이 현저히 저하되면서 역세수와 공기에 의한 역세가 제대로 진행되지 못하는 비역세 부분이 발생하게 된다.

한편, 상기 비역세 부분에서는 이물질의 부착 그리고 미생물의 부착 및 성장으로 인해 공극이 폐색되고, 이러한 현상은 시간의 경과와 더불어 심해지면서 공극의 폐색범위를 증가시키게 되므로, 여과수의 수질을 악화시킬 뿐만 아니라 여과효율과 역세효율을 저하시키는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2010-0048030호(2010.05.11.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 합성수지 알갱이가 융착을 통해 상호 결합된 것으로 이루어지되, 각각의 알갱이가 하나 이상의 홈을 포함하는 딤플형태로 이루어져 알갱이의 사이사이에 공극을 안정적으로 형성시킬 수 있도록 한 하부집수장치용 딤플형 다공판을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 합성수지 알갱이가 융착에 의해 서로 결합된 것으로 이루어지며, 여과지의 바닥에 설치되는 유공블록형 하부집수장치의 상부에 조립되어 여재층을 형성하는 여재를 지지하고, 여과수와 역세수 및 공기가 내부 공극을 통해 유동하면서 통과하도록 이루어진 다공판에 있어서, 상기 각각의 알갱이는 구형으로 이루어지며, 표면에 우묵하게 함몰된 하나 이상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 하부집수장치용 딤플형 다공판을 제공한다.

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한편 상기 하부집수장치용 딤플형 다공판에 있어서, 상기 다공판은 서로 다른 크기의 공극을 갖는 상층부와 하층부로 이루어지되, 상기 상층부는 500㎛~1000㎛의 공극을 갖고, 상기 하층부는 700㎛~1200㎛의 공극을 갖도록 형성될 수 있다.

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상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 다공판에 형성되는 공극의 안정화를 통해 다공판이 이물질에 의해 폐쇄되거나 미생물이 부착 및 성장하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 유체의 원활한 유동환경을 조성함으로서 고효율의 여과지 구성이 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공판의 단면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공판을 구성하는 알갱이의 단면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공판의 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 다공판이 유공블록형 하부집수장치와 조립되는 상태를 보인 예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 다공판을 구성하는 알갱이의 또 다른 구조를 보인 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공판의 단면도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공판을 구성하는 알갱이의 단면도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공판의 단면도를, 도 4는 본 발명에 따른 다공판이 유공블록형 하부집수장치와 조립되는 상태를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 다공판을 구성하는 알갱이의 또 다른 구조를 보인 단면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 다공판(100)은 20㎜ 정도의 두께를 가지며 사각형의 평면구조를 갖도록 형성되어 여과지의 바닥에 설치된 유공블록형 하부집수장치(10)의 상부에 조립되는 다공판(100)으로서, 딤플형태로 이루어진 다수의 합성수지 알갱이(110)를 열융착을 통해 상호 결합시키는 것으로 구성된다.

한편, 본 발명에 따른 다공판(100)을 구성하는 각각의 알갱이(110)는 합성수지 중 고강도의 구현이 가능한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)로 이루어지되, 표면에 하나 이상의 홈(111)이 형성된 것으로 이루어지며, 대략 3~6㎜의 크기를 갖는다.

이처럼 표면에 우묵하게 함몰된 하나 이상의 홈(111)이 형성되어 흡사 골프공과 같이 딤플형의 구조를 갖는 알갱이(110)를 이용하여 다공판(100)을 구성하게 되면, 알갱이(110)와 알갱이(110)가 열융착에 의해 접합되는 과정에서 눌어붙는 현상이 발생되는 것을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 눌어붙는 현상이 발생되더라도 홈(111)에 의해 공극이 유지되어 유체의 원활한 유동이 가능하게 된다.

또한, 역세공기가 딤플형의 구조를 갖는 알갱이(110)를 각각 통과하면서 우묵한 홈(111)에 의하여 난류층이 생성되어 공기가 회전되면서 유체의 유동저항이 감소되어 역세수나 여과수를 보다 원활하게 유동시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 알갱이(110)는 표면에 하나 이상의 홈(111)을 갖는 딤플형태로 이루어지되, 전체적으로 구형으로 이루어지며, 표면에 하나 이상의 홈(111)이 형성된 것으로 구성된다.

이처럼 구형으로 이루어지며 표면에 홈(111)이 형성된 알갱이(110)에 의하면, 상호 접촉하는 알갱이(110)들이 불규칙한 형태로 서로를 지지하면서 그 사이에 공극을 형성하게 되므로 공극의 형성이 보다 용이할 뿐만 아니라, 알갱이(110)의 표면에 형성된 홈(111)은 알갱이(110)들의 사이에 형성되는 공극을 확장시키는 기능을 제공하게 되므로, 눌어붙음 현상에 의해 공극의 크기가 감소하거나 폐쇄되는 것을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 다공판(100)을 구성하는 알갱이(110)는 길이가 짧은 원기둥의 형태로 이루어지고, 양측의 넓적한 평면부에 하나 이상의 홈(111)이 형성된 것으로 구성될 수 있으며, 이러한 알갱이(110)의 구조에 의하면, 상호 접촉하는 알갱이(110)들이 보다 더 불규칙한 형태로 서로를 지지하면서 그 사이에 공극을 형성하게 되므로 공극의 형성이 보다 용이하게 된다.

상기와 같은 딤플형태의 알갱이(110)로 이루어지는 본 발명에 따른 다공판(100)은 서로 다른 크기의 공극을 갖는 상층부(101)와 하층부(102)로 이루어지되, 여재층에 근접한 상층부(101)는 여층입경에 따라 유실되지 않도록 상대적으로 작은 크기의 공극을 갖도록 형성되고, 유공블록형 하부집수장치(10)에 근접하여 역세수와 공기의 공급이 이루어지는 하층부(102)는 이물질에 의한 폐색을 방지하기 위하여 상대적으로 큰 크기의 공극을 갖도록 형성된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상층부(101)는 500㎛ 이상 1000㎛ 이하의 공극을 갖고, 상기 하층부(102)는 700㎛ 이상 1200㎛ 이하의 공극을 갖도록 구성되며, 상층부(101)의 두께는 5~10㎜로 형성된다.

이때 상층부(101)의 공극이 500㎛ 보다 작은 경우에는 이물질에 의하여 폐색 될 수 있으며 1000㎛ 보다 큰 경우에는 여재의 유실이 발생 할 수 있으므로 상층부(101)의 공극은 500㎛~1000㎛ 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 하층부(102)는 상층부(101)의 공극에 따라 1단계식 크게 하여 상층부의 다공판을 지지하는 구조로 한다. 상층부(101)의 공극에 따라 사용되는 알갱이의 충분한 지지를 위해서는 하층부(102)에 사용되는 알갱이를 1단계씩 크게 제작 할 수 있다. 예컨대 상층부(101)가 500㎛일 경우 하층부(102)는 700㎛, 상층부(101)가 700㎛일 경우 하층부(102)는 1000㎛, 상층부(101)가 1,000㎛일 경우 하층부(102)는 1,200㎛로 형성되는 것이 바람직하다.

참고로, 유공블록형 하부집수장치(10)의 위에 조립되는 다공판(100)은 일반적으로 20㎜ 정도의 두께로 제작되어 사용되고 있으며, 이처럼 20㎜ 정도의 두께에서는 역세 효율의 저하로 인하여 다공판(100)에 부착된 미생물이 제거되지 않고 성장하면서 공극을 폐쇄할 수 있다.

따라서, 미생물의 부착 및 성장이 우려되는 상황에서는 다공판(100)의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하지만, 두께를 줄일 경우 다공판(100)이 여재층을 지지하기 위한 충분한 강도를 갖지 못하게 되므로, 다공판(100)의 두께를 줄이는 것은 제한적일 수밖에 없다.

이에 본 발명은 다공판(100)에 미생물이 부착 및 성장하는 것을 효과적으로 억제하면서 여재층의 지지를 위한 충분한 강도를 가질 수 있도록 하기 위하여 다공판(100)을 2층 구조로 구성하되, 상층부(101)는 상대적으로 작은 공극을 갖도록 하여 여과수에 잔류한 현탁물질의 원활한 제거 및 여재층의 여재가 다공판(100)을 통해 빠져나가는 것을 최소화할 수 있도록 하고, 하층부(102)는 상대적으로 큰 공극을 갖도록 하여 역세수 및 공기가 다공판(100)의 상부까지 원활하게 공급될 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 유공블록형 하부집수장치 100: 다공판
101: 상층부 102: 하층부
110: 알갱이 111: 홈

Claims (4)

1. 합성수지 알갱이가 융착에 의해 서로 결합된 것으로 이루어지며, 여과지의 바닥에 설치되는 유공블록형 하부집수장치의 상부에 조립되어 여재층을 형성하는 여재를 지지하고, 여과수와 역세수 및 공기가 내부 공극을 통해 유동하면서 통과하도록 이루어진 다공판에 있어서,
   상기 각각의 알갱이는 구형으로 이루어지며, 표면에 우묵하게 함몰된 하나 이상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 하부집수장치용 딤플형 다공판.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 다공판은 서로 다른 크기의 공극을 갖는 상층부와 하층부로 이루어지되, 상기 상층부는 500㎛~1000㎛의 공극을 갖고, 상기 하층부는 700㎛~1200㎛의 공극을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 하부집수장치용 딤플형 다공판.
4. 삭제

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