KR101967287B1 - 파형관 구조의 집수관과 자가 역세척장치가 설치된 집수매거 - Google Patents

Abstract

집수면적이 증가되도록 파형관 구조의 집수관을 사용하여 비교적 짧은 길이로 집수관을 취수지에 설치할 수 있는 파형관 구조의 집수관이 설치된 집수매거가 개시된다. 이를 위하여 복류수를 취수하기 위해 취수지의 바닥에 형성된 여과층의 하부에 매설되는 집수관, 및 상기 집수관에 연결되어 집수관을 통해 이송되는 용수를 집수하는 집수정을 포함하는 집수매거에 있어서, 상기 집수관은 파형관 구조로 형성되고, 복수개의 집수공이 구비된 것을 특징으로 하는 파형관 구조의 집수관이 설치된 집수매거를 제공한다. 본 발명에 의하면, 취수용량에 따라 필요로 하는 집수관의 길이를 30~40% 정도로 줄여줄 수 있으므로, 집수관을 취수지에 매립하는데 필요한 토목공사 구간을 줄여줄 수 있다.

Description

파형관 구조의 집수관과 자가 역세척장치가 설치된 집수매거{CATCHMENT CONDUIT HAVING CATCHMENT PIPE OF CORRUGATED PIPE TYPE}

본 발명은 파형관 구조의 집수관을 취수지에 설치하는 집수매관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집수면적이 증가되도록 파형관 구조의 집수관을 사용하여 비교적 짧은 길이로 집수관을 취수지에 설치할 수 있는 집수매거에 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.

일반적으로 하천이나 강물로부터 용수를 얻는 방법은 표류수인 하천수나 강물을 직접 취수하거나, 하천이나 강바닥으로 스며드는 물인 복수류를 집수하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같이 하천이나 강바닥으로 스며드는 복수류인 물을 얻는 방법은 수심이 얕아 직접 하천 등으로부터 취수가 어렵거나 표류수가 오염되어 용수로서 부적합한 경우에, 하천이나 강바닥 하부에 취수관을 매설한 다음 여과층을 통해 취수관으로 집수된 물을 취수하여 용수로서 사용하는 것이다.

특히, 용수를 얻는 기술로는 하상의 여과 기능을 이용하여, 하상을 통과하면서 여과된 하천수를 집수하도록 수평 집수관이 연결된 집수정 등의 하상 여과방식의 집수 시설의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.

이러한 수평 집수관이 연결된 집수정은 지하수, 호수 및 해수 등을 지하 대수층이나 하상 충적층 등의 여과층을 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 통일한다) 여과수를 한꺼번에 모을 수 있도록 우물 형태로 형성하고, 집수정에 연결되어 하상 충적층에 배치되는 수평 집수관을 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 집수관을 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.

상기의 종래기술은 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 설비비용이 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, 장기간 사용하거나 장마철에 하천수의 탁도가 증가함에 따라 여과층에 이물질이 침전되므로 사용이 부적합한 용수를 취수하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1371119호(2014.03.10 공고) 대한민국 등록특허 제10-1715920호(2017.03.13 공고) 대한민국 등록특허 제10-0862167호(2008.10.10 공고) 대한민국 등록특허 제10-1204043호(2012.11.23 공고)

따라서, 본 발명의 목적은 집수관이 취수지에 수용된 용수를 취수할 집수관의 단위길이 당 집수면적을 확대시켜 주어 취수지의 용수량에 대비해 설치해야 되는 길이보다 작은 길이의 집수관을 사용함으로써 작업시간과 작업비용을 절감할 수 있는 집수매거를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 복류수를 취수하기 위해 취수지의 바닥에 형성된 여과층의 하부에 매설되는 집수관, 및 상기 집수관에 연결되어 집수관을 통해 이송되는 용수를 집수하는 집수정을 포함하는 집수매거에 있어서, 상기 집수관은 파형관 구조로 형성되고, 복수개의 집수공이 구비된 것을 특징으로 하는 집수매거를 제공한다.

본 발명에 의하면 취수용량에 따라 필요로 하는 집수관의 길이를 30~40% 정도로 줄여줄 수 있으므로, 집수관을 취수지에 매립하는데 필요한 토목공사 구간을 줄여줄 수 있다. 이에 따라, 집수매거 공사에 필요한 작업시간이 줄어들고, 작업비용도 획기적으로 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 집수관을 파형관 구조를 갖는 집수관을 사용하기 때문에 자체의 강도가 직선형 구조를 갖는 집수관에 비해 향상된다.

아울러, 본 발명은 집수관에 천공된 집수공에 대한 막힘 현상의 발생이 억지되며, 집수공을 통과하는 용수의 마찰 손실값이 줄어든다.

도 1은 본 발명에 따른 집수매거를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집수매거를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 집수관을 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 역세정보의 전기적 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집수매거를 설명하기 위한 구성도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 파형관 구조의 집수관이 설치된 집수매거(이하, '파형관 집수매거'라고 약칭함)을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 집수매거를 설명하기 위한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집수매거를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파형관 집수매거는 복류수를 취수하기 위해 취수지의 바닥에 형성된 여과층의 하부에 매설되는 집수관(100), 및 상기 집수관(100)에 연결되어 집수관(100)을 통해 이송되는 용수를 집수하는 집수정(200)을 포함한다.

여기서, 여과층은 집수관(100)의 상부에 순차적으로 굵은자갈, 자갈, 고운자갈, 모래로 이루어진 층이 각각 50cm 이상의 두께로 적층되도록 형성되어 용수에 포함된 모래 등의 이물질을 여과시켜주는 여과 구조물을 의미한다.

이러한 집수관(100)의 매설 깊이는 5m를 표준으로 하나 불투수층이 얕은 위치이거나 하층의 수질이 나쁜 경우에는 얕게 매설할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파형관 집수매거는 집수관(100)을 포함한다.

상기 집수관(100)은 호수, 저수지, 또는 호소 등의 취수원의 바닥으로부터 일정 깊이(예를 들어, 지하 대수층이나 하상 충적층)에 매립되어 취수원의 바닥에 형성된 여과층을 통해 하상 여과되는 용수를 내부로 유입시키는 것으로, 한 개 이상이 설치될 수 있다. 이때, 복수개의 집수관(100)은 취수원의 형상을 고려하여 직렬 또는 병렬로 설치될 수 있다.

이러한 집수관(100)은 복수개의 집수공(110)이 구비되며, 단위 길이당 집수량이 증가되고 강도가 보강되도록 파형관 구조로 형성된다. 예컨대, 기존의 집수매거는 1만톤의 수량을 갖는 취수원에 설치되는 경우 직경이 1100㎜이고 길이가 200m인 집수관을 필요로 하지만, 본 발명에 따른 집수매거는 직경이 1100㎜이고 길이가 130m인 집수관을 필요로 한다. 다시 말해, 본 발명에 따른 집수관(100)은 기존의 직관 구조를 갖는 집수관보다 토목공사 구간이 줄어들기 때문에 집수매거를 시공하는 작업시간과 작업비용을 줄여줄 수 있게 된다.

그리고 집수관(100)은 그 내부로 유입되는 용수의 유입속도가 1.5~3cm/sec 이하가 되도록 하고, 집수관(100)의 경사는 수평하거나 1/500 이하의 완만한 경사로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 집수관(100)은 장기간 사용하더라도 부식되지 않도록 스테인리스 재질로 구성될 수 있다.

이러한 집수관(100)은 취수지의 취수용량을 고려하여 병렬로 복수개가 설치될 수 있다.

필요에 따라, 집수관(100)은 압축강도 보강을 위해 내부에 지지대(미도시)가 설치될 수 있다. 이러한 지지대는 집수관(100)의 내부에서 집수관(100)의 외부로 작용하는 압력을 지지하도록 "十"형 구조, "×"형 구조, 또는 "＊"형 구조 등으로 형성될 수 있다.

상기 집수공(110)은 용수가 집수관(100)의 내부로 유입되는 통로로, 그 직경 5~20mm로 형성되며, 그 수는 관거 표면적 1㎡당 20~50개 정도가 되도록 집수관(100)에 구비된다.

도 3은 본 발명에 따른 집수관(100)을 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다. 상기 집수공(110)은 집수관(100)의 용수의 통과 시에 마찰 손실값이 감소되도록 도 3과 같이 중심축을 기준으로 15 내지 45°의 경사각(Q)을 갖는 웨지형 관통홀로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 집수공(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 집수관(100)의 내부면에서 외부면으로 갈수록 점차 좁아지는 구조를 갖는다.

다시 말해, 집수공(110)의 직경이 일정한 경우와 비교하여 15 내지 45°의 경사각을 갖는 웨지형 관통홀로 형성되면 마찰 손실값이 20~40% 정도 감소된다. 여기서, 상기 중심축은 집수관의 중심과 집수공의 중심을 연결한 축을 의미한다.

이때, 웨지형 관통홀의 경사각이 15° 미만이면 마찰 손실값이 20% 미만으로 줄어들며, 웨지형 관통홀의 경사각이 45°를 초과하면 웨지형 관통홀을 집수관(100)에 형성하는 것이 어려워진다.

필요에 따라, 집수관(100)과 집수정(200) 사이에는 집수관(100)을 통해 모은 용수를 집수정(200)으로 이송하는 이송관(150)이 설치될 수 있다.

또한, 상기 이송관(150)에는 침사분리기가 설치되어 펌프(340) 등의 설비를 보호할 수 있다. 이러한 침사분리기는 집수관(100)으로 유입된 용수에 포함된 모래 등의 이물질을 분리하여 제거하는 구성이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 파형관 집수매거는 집수정(200)을 포함한다.

상기 집수정(200)은 한 개 이상의 집수관(100)에 연결되어 집수관(100)으로부터 이송된 용수를 집수하는 것으로, 용수를 취수장으로 이송시키기 전에 용수의 일시적인 저장하는 저장탱크의 역할을 수행한다.

도 4는 본 발명에 따른 역세정보의 전기적 연결 관계를 나타내는 블록도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파형관 집수매거는 자가 역세척장치를 더 포함할 수 있다.

상기 자가 역세척장치는 하천의 여과사에 의한 집수공(110)의 폐색을 방지하기 위해 설치된 것으로, 집수정(200)에 저장된 용수나 대기 중으로부터 흡입한 공기를 집수관(100)으로 주입하여 집수관(100)에 구비된 복수개의 집수공(110)으로 배출시키는 역할을 수행한다. 그리고 자가 역세척장치는 용수가 취수되는 과정에서 여과층에 이물질이 침전되어 여과층의 세척이 필요한 경우에도 집수정(200)에 저장된 용수나 대기 중으로부터 흡입한 공기를 집수관(100)으로 주입하여 집수관(100)에 구비된 복수개의 집수공(110)으로 배출시키는 역할을 수행한다.

이를 위해, 자가 역세척장치는 센서부(310)와, 배관부(322,324,326,328)와, 밸브부(332,334,336)와, 펌프(340), 및 제어반(350)을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 자가 역세척장치를 구성하는 센서부(310)는 상기 집수정(200)에 저장된 용수의 수위를 감지하여 용수의 수위가 미리 지정된 수위의 이하로 떨어지면 세척 신호를 생성하는 것으로, 생성된 세척 신호를 제어반(350)로 전송한다. 이를 위해, 센서부(310)는 집수정(200)에 저장된 용수의 수위를 감지할 수 있도록 집수정(200)에 설치되며, 제어반(350)와 유선 또는 무선으로 연결된다.

또한, 센서부(310)는 집수정(200)에 저장된 용수의 수위를 감지하여 용수의 수위가 미리 지정된 수위를 초과하면 용수 이송신호를 생성하여 제어반(350)으로 전달하도록 구성될 수 있다.

이러한 센서부(310)로는 초음파수위계 센서 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 자가 역세척장치를 구성하는 배관부는 일단이 상기 집수정(200)에 일단이 연결된 용수배출관(322)과, 상기 용수배출관(322)의 타단에 연결된 분기관(324)과, 일단이 상기 분기관(324)의 일 통로에 연결되고 타단이 취수장에 연결된 용수수송관(326)과, 일단이 상기 분기관(324)의 타 통로에 연결되고 타단이 집수관(100)에 연결된 역세배관(328)으로 구성된다.

필요에 따라, 집수관(100)과 집수정(200) 사이가 이송관(150)으로 연결되면, 역세배관(328)의 타단은 집수관(100) 대신 이송관(150)에 연결되는 것이 바람직하다. 이때, 집수관(100)으로 유입된 용수는 집수관(100)과 집수정(200) 사이에 연결된 이송관(150)을 통해 집수정(200)의 내부에 저장된다.

이러한 분기관(324)은 집수정(200)에 일시적으로 저장된 용수를 취수장과 집수관(100)으로 나누어 배출하는 통로를 제공하고, 용수수송관(326)은 분기관(324)을 통과한 용수를 취수장으로 이송시키는 통로를 제공하며, 역세배관(328)은 분기관(324)을 통과한 용수를 집수관(100)으로 이송시키는 통로를 제공한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집수매거를 설명하기 위한 구성도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배관부는 복수개의 집수관(100)이 구비되면 일단이 상기 집수정(200)에 일단이 연결된 복수개의 용수배출관(322)과, 각 용수배출관(322)의 타단에 연결된 분기관(324)과, 일단이 상기 분기관(324)의 일 통로에 연결되고 타단이 취수장에 연결된 용수수송관(326)과, 일단이 상기 분기관(324)의 타 통로에 연결되고 타단이 각 집수관(100)에 연결된 역세배관(328)으로 구성된다. 이때, 집수관(100)과 집수정(200) 사이가 이송관(150)으로 연결되면, 역세배관(328)의 타단은 각 집수관(100) 대신 각 이송관(150)에 연결된다.

본 발명에 따른 자가 역세척장치를 구성하는 밸브부는 용수배출관(322)에 설치된 제1 밸브(332)와, 상기 용수수송관(326)에 설치된 제2 밸브(334), 및 상기 역세배관(328)에 설치된 제3 밸브(336)로 구성되며, 제어반(350)에 연결되어 제어반(350)의 제어에 따라 개폐된다. 필요에 따라, 밸브부는 집수관(100)과 집수정(200) 사이에 구비된 이송관(150)에 설치된 제4 밸브(338)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 밸브(332)는 집수정(200)에 일정한 수위로 용수를 저장하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 폐쇄되며, 집수정(200)에 저장된 용수를 취수장 또는 집수관(100)으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 개방된다.

상기 제2 밸브(334)는 집수정(200)에 저장된 용수를 집수관(100)으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 폐쇄되며, 집수정(200)에 저장된 용수를 취수장으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 개방된다.

상기 제3 밸브(336)는 집수정(200)에 저장된 용수를 취수장으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 폐쇄되며, 집수정(200)에 저장된 용수를 집수관(100)으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 개방된다.

상기 제4 밸브(338)는 집수관(100)으로 유입된 용수를 집수정(200)으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 개방되며, 집수정(200)에 저장된 용수를 용수배출관(322), 분기관(324), 역세배관(328), 이송관(150)을 통해 집수관(100)으로 공급하고자 하는 경우에 제어반(350)의 제어에 따라 폐쇄된다. 이를 위해, 제4 밸브(338)는 이송관(150)에 연결된 역세배관(328)을 중심으로 집수정(200)에 인접하도록 설치된다. 이에 따라, 제4 밸브가 폐쇄되면 역세배관(328)으로부터 이송관(150)으로 공급된 용수가 집수정(200)으로 이동하지 못하고 집수관(100)으로 이동한다.

본 발명에 따른 자가 역세척장치를 구성하는 펌프(340)는 용수배출관(322)에 설치되는 것으로, 집수정(200)에 저장된 용수를 취수장으로 공급하거나 집수관(100)으로 공급하는 외력을 제공한다. 이러한 펌프(340)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수개의 집수관(100)이 구비되면 집수정(200)에 연결된 각 용수배출관(322)에 각각 별도로 설치될 수 있다.

이러한 펌프(340)가 가동되면 집수정(200)에 저장된 용수가 용수배출관(322), 분기관(324), 역세배관(328)을 통해 집수관(100)에 고압으로 공급되며, 집수관(100)으로 공급된 용수는 집수공(110)을 통해 집수관(100)의 상부에 위치한 여과층으로 골고루 분출되면서 이물질을 제거한다. 이때, 상기 고압으로 공급되는 용수의 압력은 일반적인 산업현장에서 적용되는 계기압력으로 고려해 보았을 때, 하천의 수위와 집수관(100) 하부까지의 높이에 상응하는 압력보다 커야 한다. 예컨데, 집수관(100)의 하부에서 하천의 수위까지의 높이가 5m라고 한다면 이때 소요되는 압력은 0.5kgf/㎠ 이상이 바람직하다.

필요에 따라, 자가 역세척장치는 대기 중으로부터 흡입한 공기를 집수관(100)으로 주입하기 위해 제1 공기토출관(362)과, 제2 공기토출관(364)과, 송풍기(370)와, 공기흡입관, 및 공기수송관을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1,2 공기토출관(362,364)은 상기 집수관(100)의 길이 방향을 따라 집수관(100) 외부의 양측 하부에 각각 설치되는 것으로, 집수관(100)의 내부가 아닌 집수관(100)의 외부에서 기포를 생성하여 공기 상승에 의한 공기방울 파괴와 교란으로 여과층 상부로부터 15~25㎝ 구간에 붙어있는 이물질을 털어 세정을 한다. 이를 위해, 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)은 길이 방향을 따라 복수개의 공기 배출공이 형성된다. 이때, 각 공기 배출공은 5~10mm의 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 제1,2 공기토출관(362,364)이 집수관(100)의 내부에 설치되면, 제1,2 공기토출관(362,364)을 통해 배출된 기포가 대부분 집수관(100)의 상부에 형성된 집수공(110)으로 배출되어 세정 표면적이 줄어들 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 제1,2 공기토출관(362,364)은 집수관(100)의 외부에 용접 등을 통해 설치되기 때문에 집수관(100)의 외부에서 집수관(100)으로 공기를0.9m/min 이상으로 분사하므로, 공기가 퍼지면서 여과층 넓은 면적에 교란을 함으로써 여과층을 세척할 수 있게 된다.

그리고 제1,2 공기토출관(362,364)은 통상의 여과층에 적용되는 공기 세척속도는 1㎡ 당 46~55㎥/h를 기준으로 하여 집수면적을 감안한 송풍기 용량 및 공기 토출관의 직경을 설계 적용한다.

상기 송풍기(370)는 상기 제어반(350)에 연결되는 것으로, 제어반(350)에 제어에 따라 외부(대기)로부터 공기를 흡입하는 역할을 수행한다.

상기 공기흡입관은 일단이 대기 중에 노출되고 상기 일단에 대향되는 타단이 상기 송풍기(370)에 연결되는 배관으로, 외부로부터 흡입된 공기의 이동통로를 제공한다. 이러한 공기흡입관은 송풍기(370)의 동작 시 대기 중으로부터 공기를 흡입하여 송풍기(370)에 전달한다.

상기 공기수송관은 일단이 상기 송풍기(370)에 연결되고 상기 일단에 대향되는 타단이 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)에 연결되는 배관으로, 송풍기(370)를 통해 주입된 공기가 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)으로 전달될 수 있도록 공기의 이동통로를 제공한다. 이러한 공기수송관은 상기 송풍기(370)를 통과해 유입된 공기를 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)에 공급한다. 이를 위해, 공기수송관의 말단에는 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)으로 나누어 공기를 공급하는 분기관(324)이 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 자가 역세척장치를 구성하는 제어반(350)은 도 4에 도시된 바와 같이 센서부(310), 펌프(340), 제1 밸브(332), 제2 밸브(334), 제3 밸브(336), 제4 밸브에 연결된 것으로, 센서부(310)를 통해 수집된 세척 신호에 따라 집수정(200)에 저장된 용수가 집수관(100)으로 이동되도록 펌프(340)와 제1 내지 제4 밸브를 제어한다. 그리고 제어반(350)은 센서부(310)를 통해 수집된 용수 이송신호에 따라 집수정(200)에 저장된 용수가 취수장으로 이동되도록 펌프(340)와 제1 내지 제4 밸브를 제어할 수 있다.

보다 구체적으로, 제어반(350)은 센서부(310)로부터 세척 신호가 수신되면 제1 밸브(332) 및 제3 밸브(336)를 개방시키고 제2 밸브(334)를 폐쇄시키며, 상기 펌프(340)를 동작시킴으로써, 0.7 내지 1.1 m/min의 속도로 4분 내지 5분간 역세를 진행한다. 이때, 제어반(350)은 이송관(150)이 구비되면 이송관(150)을 통해 용수가 집수정(200)으로 공급되지 않도록 이송관(150)에 설치된 제4 밸브(338)도 폐쇄시킨다.

또한, 제어반(350)은 센서부(310)로부터 세척 신호가 수신되지 않으면 집수정(200)에 미리 지정된 수위로 용수가 저장되도록 제4 밸브(338)를 개방시키고 제1 밸브(332)를 폐쇄시킨다. 그리고 제어반(350)은 외부의 제어신호에 따라 집수정(200)에 저장된 용수를 취수장으로 공급하고자 하는 경우, 제1 밸브(332) 및 제2 밸브(334)를 개방시키고 제3 밸브(336)를 폐쇄시키며 펌프(340)를 동작시킨다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 제어반(350)은 상기 센서부로부터 세척 신호가 수신되면, 하천의 여과사에 의한 집수공(110)의 일부가 폐색되어 있더라도 여과사를 집수관으로부터 원활히 분리시킬 수 있도록 공기, 공기와 물, 물의 순서로 자가역세를 진행한다.

구체적으로, 제어반(50)은 공기로 집수관을 세척하는 1차 역세를 진행하고, 물과 공기로 집수관을 세척하는 2차 역세를 진행하며, 물로 집수관을 세척하는 3차 역세를 진행하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 제어반(50)은 센서부(310)로부터 세척 신호가 수신되면 먼저 송풍기(370)를 4~5분간 작동시켜 공기흡입관을 통해 대기의 공기를 흡입시키고, 흡입된 공기를 공기수송관을 통해 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)으로 공급하여 집수관(100)의 외부로 공기를 배출시킴으로써 1차 역세(공기 역세)를 진행한다. 이때, 제어반(350)은 외부로부터 흡입된 공기가 0.7~1.1 m/min의 속도로 집수관(100)에 주입되도록 송풍기를 제어한다.

그 다음, 제어반(350)은 제1 밸브 및 제3 밸브를 개방시키고 제2 밸브를 폐쇄시키고, 4~6분간 집수정에 저장된 용수가 집수관으로 이동되도록 펌프를 동작시키는 한편, 동 시간(4~6분간) 동안 송풍기(370)를 작동시켜 흡입된 공기를 공기수송관을 통해 제1 공기토출관(362)과 제2 공기토출관(364)으로 공급하여 집수관(100)의 외부로 공기를 배출시키는 2차 역세(공기와 물의 혼합 역세)를 진행한다. 이때, 제어반(350)은 외부로부터 흡입된 공기가 0.7~1.1 m/min의 속도로 집수관(100)에 주입되도록 송풍기를 제어하며, 15~20 m/min의 속도로 집수관(100)에 용수가 주입되도록 펌프를 제어한다.

마지막으로, 제어반(350)은 펌프(340)를 작동시켜 집수관(100)의 내부로 집수정(200)에 수용된 용수를 공급하여 집수관(100)의 집수공(110)을 린스(rinse) 처리하는 3차 역세를 진행한다. 구체적으로, 제어반(350)은 3차 역세에서 20~30 m/h 속도의 용수를 집수관으로 8~12분간 공급하는 방식으로 진행한다. 이때, 1~3차 역세 조건은 여과층의 두께와 물의 온도에 따라 탄력적으로 변경될 수 있으며, 이에 따른 송풍기 용량과 역세배관의 관경도 현장 여건에 따라 조정될 수 있다.

아울러, 제어반(350)은 외부에 설치된 자가 역세척장치 구동스위치에 연결되어 자가 역세척장치 구동스위치로부터 전달된 자가 역세척장치 구동신호에 따라 자가 역세척장치를 통해 집수공(110)에 잔존하는 미세 퇴사 등의 이물질이나 여과층에 잔존하는 이물질을 제거하도록 용수나 공기를 집수공(110)을 통해 배출시킬 수 있다. 그리고 제어반(350)은 센서부(310)로부터 수신된 세척 신호에 따라 미리 지정된 시간동안 집수공(110)과 여과층을 세척하는 중에 상기 자가 역세척장치 구동스위치의 제어신호에 따라 추가적인 시간동안 집수공(110)과 여과층의 세척을 진행하도록 동작할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 집수매거는 센서부(310)를 통해 자동으로 자가 역세척장치를 작동시킬 수도 있고, 센서부(310)와 외부의 제어에 의해 반자동으로 자가 역세척장치를 작동시킬 수도 있으며, 외부의 제어에 의해 수동으로 자가 역세척장치를 작동시킬 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 집수관 110 : 집수공
200 : 집수정 310 : 센서부
322 : 용수배출관 324 : 분기관
326 : 용수수송관 328 : 역세배관
332 : 제1 밸브 334 : 제2 밸브
336 : 제3 밸브 340 : 펌프
350 : 제어반 362 : 제1 공기토출관
364 : 제2 공기토출관 370 : 송풍기

Claims (7)

1. 복류수를 취수하기 위해 취수지의 바닥에 형성된 여과층의 하부에 매설되는 집수관, 및 상기 집수관에 연결되어 집수관을 통해 이송되는 용수를 집수하는 집수정을 포함하는 집수매거에 있어서,
   상기 집수관은 파형관 구조로 형성되고, 복수개의 집수공이 구비되며,
   상기 집수정에 저장된 용수의 수위를 감지하여 용수의 수위가 미리 지정된 수위의 이하로 떨어지면 세척 신호를 생성하는 센서부와, 일단이 상기 집수정에 일단이 연결된 용수배출관과, 상기 용수배출관의 타단에 연결된 분기관과 일단이 상기 분기관의 일 통로에 연결되고 타단이 취수장에 연결된 용수수송관과 일단이 상기 분기관의 타 통로에 연결되고 타단이 집수관에 연결된 역세배관으로 구성된 배관부와, 상기 용수배출관에 설치된 제1 밸브와 용수수송관에 설치된 제2 밸브 및 역세배관에 설치된 제3 밸브로 구성된 밸브부와, 상기 용수배출관에 설치되어 집수정에 저장된 용수를 취수장으로 공급하거나 집수관으로 공급하는 펌프와, 상기 센서부로부터 세척 신호가 수신되면 제1 밸브 및 제3 밸브를 개방시키고 제2 밸브를 폐쇄시키며, 상기 펌프를 동작시키는 제어반과, 상기 집수관의 길이 방향을 따라 집수관의 양측 하부에 각각 설치되고 길이 방향을 따라 복수개의 공기 배출공이 형성되며 각 공기 배출공은 5~10mm의 직경을 갖도록 형성되는 제1,2 공기토출관과, 상기 제어반에 연결되어 제어반에 제어에 따라 외부로부터 공기를 흡입하는 송풍기와, 일단이 대기 중에 노출되고 타단이 상기 송풍기에 연결되어 외부로부터 흡입된 공기의 이동통로를 제공하는 공기흡입관, 및 일단이 상기 송풍기에 연결되고 타단이 제1 공기토출관과 제2 공기토출관에 연결되어 상기 송풍기를 통과한 공기를 제1 공기토출관과 제2 공기토출관에 공급하는 공기수송관을 포함하는 자가 역세척장치를 더 포함하며,
   상기 제어반은 상기 센서부로부터 세척 신호가 수신되면 공기로 집수관을 세척하는 1차 역세를 진행하고, 물과 공기로 집수관을 세척하는 2차 역세를 진행하며, 물로 집수관을 세척하는 3차 역세를 진행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 집수매거.
2. 제1 항에 있어서, 상기 집수공은
   상기 집수관의 중심축을 기준으로 15 내지 45°의 경사각을 갖는 웨지형 관통홀인 것을 특징으로 하는 집수매거.
3. 제1 항에 있어서, 상기 집수공은
   그 직경이 5~20mm로 형성되며, 그 수가 관거 표면적 1㎡당 20~50개 정도로 구비된 것을 특징으로 하는 집수매거.
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