KR200258668Y1 - 여과지의 하부집수장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야

본 고안은 수처리 설비 중의 하나인 여과지의 하부 집수장치에 관한 것이다.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제

여과수의 집수 및 역세척수의 균등배분이 이루어질 수 있으며, 여과지의 효율을 증대시킬 수 있도록 한다.

3. 고안의 해결방법의 요지

본 고안의 요지는 제1 및 제2 순환공(113, 114)에 의해 순환 경로를 제공하여 사수부를 사용할 수 있도록 하고, 중간판(116)을 설치하여 공기를 분산공(111)으로 균등하게 분포시킴으로써 여과지의 효율을 증대시키는 장점이 있다.

4. 고안의 중요한 용도

수처리 장치에 이용된다.

Description

여과지의 하부집수장치{FILTER UNDERDRAIN SYSTEM FOR WATER AND AIR BACKWASH}

본 고안은 물-공기 역세척이 가능한 여과지의 하부집수장치에 관한 것으로 특히, 역세척 시에 수리적으로 유량을 균등하게 배분할 수 있는 장치에 관한 것이다.

보편적인 상수도의 처리과정은 원수중의 부유물질과, 중금속, 미량유기물질, 세균 등의 유해물을 제거하기 위한 단위공정의 조합으로 구성된다. 이 중 표준 2차정수(급속여과)의 처리과정은 착수정, 약품저장 및 투입시설, 약품혼화지, 응집지(floc 형성지), 침전지, 여과지, 소독설비 및 배출수 처리설비로 구성되어 있다.

특히, 여과지는 침전지에서 침전되지 않은 미세 플록(floc)을 제거하기 위한 시설이며, 정수처리공정에서 탁질을 제거하는 최종시설이다. 여과지의 구성은 모래나 모래와 안트라사이트로 구성된 여과층과, 여과층을 지지하기 위한 자갈층, 여과지의 하부에 설치되는 하부집수장치와 역세척을 위한 역세척 펌프 및 관련 배관들로 이루어져 있다.

이러한 여과지는 성능 개선을 위하여 모래 단층여과지에서 다층여과지 또는, 심층여과지로 개량되고 있다. 그런데, 여과지의 하부집수장치로부터 공급되는 유량이 적절하지 않고, 유량의 균등 배분이 이루어지지 않으면 역세척이 충분하게 이루어지지 못하고, 여과층 내에 플록이 축적되게 된다. 따라서, 다층여과지에서는 여재간 경계면에서의 교란이나 여재의 유실을 방지할 수 있도록 적절한 역세척 유량의 선정과 유량의 균등 배분이 요구된다.

일반적으로 하부집수장치는 전술한 바와 같이 여재 지지, 여과수의 집수 및 역세척수의 균등배분 등의 기능을 함께 가져야 하는데, 이 중에서도 가장 중요한 것은 역세척 시에 수리적으로 균등하게 유량을 배분시키는 것이다. 하부집수장치의 설치목적은 물의 수송측면에서 유량단면을 충분히 유지함으로써 손실수두를 적게하고 수압의 평면적인 균일화를 도모하며, 물의 분배과정에서는 통수구경을 줄이고, 통수저항을 어느 정도 일정하게 하여 여과층과 평면적으로 균일한 유출입을 유지하는 것이 필요하다.

또한, 국내의「상수도시설기준」과 일본수도협회의「일본 상수도시설 지침 및 해설」에서 하부집수장치는 물의 분산과 집수가 균일하게 될 것, 손실수두가 크지 않을 것, 지지사리층의 두께가 얇아도 기능상 큰 장애가 없을 것, 스케일(scale) 등에 의하여 폐색되지 않을 것, 내식성 및 내구성이 좋을 것, 시공성이 좋을 것 등이다.

도 1a 및 1b는 종래 하부집수 장치의 단면도이다.

도 2는 개선된 종래 하부집수장치의 단면도이다.

도1a 및 1b에 도시된 종래의 하부집수장치는 직사각형 단면을 가지는 외부관(10)에 삼각형 모양의 내부관(20)을 형성시키고, 상부에는 지지플랜지(12)를두어 다공판이 설치될 수 있도록 하였다. 이러한 집수장치는 물과 공기가 내부관(20)을 통해 유입되고, 공기가 내부관(20)의 상단 구멍(22)과, 분산공(11)을 통해 다공판(30)으로 이동하게 되면, 물은 내부관(20)의 하단에 있는 구멍(21)과 분산공(11)을 통해 다공판(30)으로 이동하게 된다.

이러한 하부집수장치는 공기량이 소량 및 다량일 경우 모두에서 모르타르(60)로 타설된 부분에 사수부(Dead Space)가 생겨, 여과지의 효율을 저하시키는 문제점이 있다. 더욱이, 공기량이 소량일 경우 공기를 분산공(11)에 균일하게 분포시킬 수 없으며, 이에 따른 회수가 생기는 단점이 있다. 즉, 도1b에 도시된 바와 같이 가운데에서 있는 분산공(11)으로만 공기가 배출되면 물도 가운데 있는 분산공(11)으로만 배출되고, 양측 분산공(11)으로는 물이 다시 유입되어 순환싸이클이 발생하는 문제점이 있다. 순환싸이클이 발생하게 되면 유량의 균등한 분포가 불가능하고, 역세척 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

도2는 국내 등록실용신안공보20-01862000에 게시된 하부집수장치용 유공블럭의 단면도로, 사수부를 이용할 수 있도록 한 것이다.

국내 등록실용신안공보 20-01862000에 게시된 하부집수장치용 유공블럭은 저벽, 외측벽과 상부벽을 가지며, 상부벽에 분산공(71)이 형성되어 있고, 저벽의 내측모서리에서 상부벽쪽으로 연장된 한쌍의 격벽(20)에 의해서 복수의 격실이 형성되어 있으며, 격벽(20)에는 오리피스(21, 22)가 형성되어 있다. 그리고, 상부벽과 외측벽이 만나는 부위에는 요입벽부분을 형성하며, 오리피스(73, 74)가 요입벽부분의 수평방향과 수직방향쪽에 형성되어 있다. 유공블럭의 사이에는 모르타르(60)가타설되어 블록을 고정시키고, 덮개(80)를 설치하여 사수부를 이용하도록 구성되어 있다.

그런데, 상기 하부집수장치는 의도한 바와는 달리 공급되는 공기가 많아도 공기가 모이는 상부벽보다 요입벽이 아래쪽으로 되어 있고, 위치적으로 가운데 있는 격벽(20)의 오리피스(22)를 통해 분출되는 공기가 도시된 바와 같이 최외측의 요입벽에 있는 오리피스(74)로 유입되는 것은 불가능한 문제점이 있다.

또한, 공기가 적게되면 상부벽의 가운데에 있는 오리피스(72)로만 공기가 유입되고 요입벽의 오리피스(74)를 통해서는 전혀 공기가 유입되지 않는다. 따라서, 여과지의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 역세척 시에 수리적으로 유량을 균등하게 배분할 수 있고, 사수부를 활용할 수 있으며, 여과지의 효율을 증대시킬 수 있는 여과지의 하부집수장치를 제공함에 있다.

도 1a 및 1b는 종래 하부집수장치의 단면도이다.

도 2는 개선된 종래 하부집수장치의 단면도이다.

도 3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 하부집수장치의 사시도이다.

도 4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 하부집수장치의 평면도이다.

도 5a 및 5b는 도3의 A-A'에 따른 단면도이다.

도 6은 본 고안의 제2 실시예에 따른 하부집수장치의 단면도이다.

도 7은 본 고안의 제3 실시예에 따른 하부집수장치의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 내부관 30 : 다공판

60 : 모르타르 100 : 외부관

111 : 분산공 112 : 지지플랜지

113, 114 : 제1 및 제2 순환공 115 : 플랜지

116 : 중간판 117 : 내부 분산공

118 : 통수공 119 : 분리판

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 여과지의 하부집수장치에 있어서, 단면이 직사각형인 외부관(100)의 상면에는 물이 배출되기 위한 분산공(111)이 천공되어 있으며, 상기 외부관(100)의 상면에는 다공판(30)을 지지하기 위한 지지플랜지(112)가 상향으로 돌출되어 형성되어 있고, 상기 외부관(100)의 내측에는 단면이이등변 삼각형인 내부관(20)이 형성되되 밑변이 상기 외부관(100)의 하면에 일치하여 형성되며, 상기 내부관(20)의 상단 및 하단에는 공기 및 물이 배출되기 위한 다수의 구멍(22, 21)이 형성되어 있고, 상기 외부관(100)의 좌우측면 상단에는 수평하게 수평플랜지(115)가 연장형성되어 있으며, 상기 외부관(100)의 상면 좌우측 종단에 형성된 지지플랜지(112)에는 제1 순환공(113)이 형성되어 있고, 상기 외부관(100)의 좌우측면 상단에는 상기 제1순환공(113)을 통해 사수부로 유입되는 물이 다시 상기 외부관(100)의 내측으로 유입될 수 있도록 하는 제2 순환공(114)이 상기 수평플랜지(115)의 위쪽에 형성되어 있음을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 하부집수장치의 사시도이고, 도 4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 하부집수장치의 평면도이며, 도 5a 및 5b는 본 고안의 제1 실시예에 따른 하부집수장치의 단면도이고, 도 6은 본 고안의 제2 실시예에 따른 하부집수장치의 단면도이며, 도 7은 본 고안의 제3 실시예에 따른 하부집수장치의 단면도이다.

본 고안에 따른 하부 집수장치는 제1 및 제2 순환공(113, 114)을 두어 사수부를 이용할 수 있도록 하고, 유량이 균등하게 분배될 수 있도록 한 것이다.

먼저 제1 실시예를 설명하면 다음과 같다.

하부집수장치의 외관을 형성하는 외부관(100)은 단면이 직사각형인 관체로 상면에는 공기 및 물이 배출되기 위한 분산공(111)이 다수개 천공되어 있다. 또한,외부관(100)의 상면에는 다공판(30)을 지지하기 위한 지지플랜지(112)가 상향으로 소정높이만큼 돌출되어 형성되어 있다. 다공판(30)의 상단에는 모래나 안트라싸이트 등의 여재가 설치된다.

물과 공기를 공급시키는 내부관(20)은 외부관(100)의 내측에 설치되되, 단면이 이등변 삼각형으로 되어 있으며, 밑변이 상기 외부관(100)의 하면에 일치하여 형성되어 있다. 내부관(20)의 상단 및 하단에는 공기 및 물이 배출되기 위한 다수의 구멍(22, 21)이 형성되어 있다. 하단의 구멍(21)으로는 물이 배수되고, 상단의 구멍(22)으로는 공기가 배출된다.

외부관(100)의 좌우측면 상단에는 수평하게 수평플랜지(115)가 연장 형성되어 있다. 수평플랜지(115)는 도3, 도5a 및, 5b에 도시된 바와 같이 이웃한 하부집수장치를 상호 연결할 시에 모르타르(60)가 타설될 수 있는 공간을 제공한다. 일반적으로, 하부집수장치를 설치할 경우 물 및 공기의 공급으로 인해 관체가 유동하는 것을 억제하기 위하여 관체 사이에 모르타르를 타설하여 하부집수장치를 고정 설치한다.

수평플랜지(115)에는 일정간격으로 모르타르(60)가 타설될 수 있도록 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 타설공(121)이 형성되어 있고, 외부관(100)의 좌우 측면에는 도3에 도시된 바와 같이 관체가 모르타르(60)에 밀결합되도록 돌출턱(120)이 형성되어 있다.

한편, 사수부를 사용할 수 있도록 외부관(100)의 상면 좌우측 종단에 형성된 지지플랜지(112)에는 제1 순환공(113)이 형성되어 있고, 외부관(100)의 좌우측면상단에는 상기 제1순환공(113)을 통해 사수부로 유입되는 물이 다시 외부관(100)의 내측으로 유입될 수 있도록 하는 제2 순환공(114)이 수평플랜지(115)의 위쪽에 형성되어 있다.

본 고안의 제1 실시예에 따른 하부집수장치는 도5a에 도시된 바와 같이 공급되는 공기가 많으면 각각의 분산공(111)을 통해 공기가 고르게 공급되어 수압을 균등하게 유지할 수 있고, 분산공(111)을 통해 배출된 물의 잔여 수압은 제1 및 제2 순환공(113, 114)을 통해 외부관(100) 내측으로 다시 유입된다.

한편, 공기가 적게 공급되면 종래에는 외측의 용수공으로 역류가 발생하여 순환싸이클이 형성되게되고, 수압이 불균등하게 되어 여과지의 효율이 떨어지는 문제점이 있었는데, 본 고안에 따른 하부집수장치는 제1 및 제2 순환공(113, 114)에 의해 사수부를 통해 용수가 역류될 수 있는 경로를 제공함으로써, 공기가 적게 공급되더라도 외측의 분산공(111)으로 역류가 발생하지 않는다. 즉, 공기가 적게 공급되면 내측의 분산공(111)으로 공기가 몰리게 되는데, 내측의 분산공(111)으로 빠져나가지 못한 공기가 외측의 분산공(111)으로 도달하게 하여 공기가 외측의 분산공(111)으로 배출될 수 있도록 되어 있다. 종래에는 외측의 분산공(111)으로 역류가 들어와 공기가 빠져나가지 못했다.

도6은 본 고안에 따른 제2 실시예의 단면도로, 제1 실시예와의 차이점은 제2 순환공(114)보다는 아래쪽에, 내부관(20)의 최상단 구멍(22)보다는 위쪽에 수평으로 위치하여 외부관(100) 및 내부관(20)에 의해 형성된 격실을 상하로 나누는 중간판(116)이 설치된 것이다. 중간판(116)에는 상면에 형성된 분산공(111)의 가운데위치에 내부 분산공(117)이 형성되어 있다.

중간판(116)은 내부관(20)의 구멍(22)으로부터 배출되는 공기가 1차적으로 중간판(116)에 의해 공기를 분산공(111)의 가운데에 오도록 함으로써 각각의 분산공(111)으로 공기가 균등하게 분포될 수 있도록 하는 것으로 전술한 제1 실시예와 비교하여 수압의 균등 분배 성능이 향상되는 장점이 있다.

도7은 본 고안에 따른 제3 실시예의 단면도로, 중간판(116)은 제2 실시예와 달리 단면이 이등변 삼각형인 내부관(20)의 상단을 수평으로 절개한 모양으로 설치된다. 이때, 중간판(116)은 제2 순환공(114)보다 아래 지점에 형성되어 내부관(20)이 중간판(116)과 외부관의 밑면 사이에서 사다리꼴 모양의 단면을 가지게 된다.

그리고, 중간판(116)과 상면에 의해 형성된 격실을 좌우로 나누는 분리판(119)이 가운데 위치하여 형성되고, 분리판(119)의 상하에는 통수공(118)이 형성되어 있다.

제3 실시예에 따른 하부집수장치 또한, 중간판(116)이 내부관(20)의 구멍(22)으로부터 배출되는 공기가 분산공(111)으로 균등하게 분포될 수 있도록 하는 역할을 하고, 제1 및 제2 순환공(113, 114)에 의해 순환경로를 제공하여 사수부를 이용하고 있을 뿐 아니라 역류를 방지함으로써 여과지의 효율을 증대시키는 장점이 있다.

전술한 바와 같이 구성된 하부집수장치는 도3 및 4에 도시된 바와 같이 다수열로 연결되어 사용되는데, 각각의 관체 사이에는 타설공(121)을 통해 모르타르(60)가 타설되어 하부집수장치가 설치된다.

상기와 같이 본 고안은 제1 및 제2 순환공(113, 114)에 의해 순환 경로를 제공하여 사수부를 사용할 수 있도록 하고, 중간판(116)을 설치하여 공기를 분산공(111)으로 균등하게 분포시킴으로써, 여과지의 효율을 증대시키는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 여과지의 하부집수장치에 있어서,

   단면이 직사각형인 외부관(100)의 상면에는 물이 배출되기 위한 분산공(11)이 천공되어 있으며, 상기 외부관(100)의 상면에는 다공판(30)을 지지하기 위한 지지플랜지(112)가 상향으로 돌출되어 형성되어 있고,

   상기 외부관(100)의 내측에는 단면이 이등변 삼각형인 내부관(20)이 형성되되, 밑변이 상기 외부관(100)의 하면에 일치하여 형성되며, 상기 내부관(20)의 상단 및 하단에는 공기 및 물이 배수되기 위한 다수의 구멍(22, 21)이 형성되어 있고,

   상기 외부관(100)의 좌우측면 상단에는 수평하게 수평플랜지(115)가 연장형성되어 있으며,

   상기 외부관(100)의 상면 좌우측 종단에 형성된 지지플랜지(112)에는 제1 순환공(113)이 형성되어 있고,

   상기 외부관(100)의 좌우측면 상단에는 상기 제1순환공(113)을 통해 사수부로 유입되는 물이 다시 상기 외부관(100)의 내측으로 유입될 수 있도록 하는 제2 순환공(114)이 상기 수평플랜지(115)의 위쪽에 형성되어 있음을 특징으로 하는 여과지의 하부집수장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 순환공(114)보다 아래고, 상기 내부관(20)의 최상단 구멍(22)보다는 위쪽에 수평으로 위치하여 상기 외부관(100) 및 내부관(20)에 의해 형성된 격실을 상하로 나누는 중간판(116)이 더 형성되되, 상기 중간판(116)에는 상기 상면에 형성된 분산공(111)의 가운데 위치에 내부 분산공(117)이 형성됨을 특징으로 하는 여과지의 하부집수장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 중간판(116)은 단면이 이등변 삼각형인 상기 내부관(20)의 상단을 수평으로 절개한 모양으로 설치되되, 상기 제2 순환공(114)보다 아래 지점에 형성되어 상기 내부관(20)이 상기 중간판(116)과 상기 외부관의 밑면 사이에서 사다리꼴 모양의 단면을 가지도록 형성되고,

   상기 중간판(116)과 상기 상면에 의해 형성된 격실을 좌우로 나누는 분리판(119)이 형성되되, 상기 분리판(119)의 상하에는 통수공(118)이 형성되어 있음을 특징으로 하는 여과지의 하부집수장치.
4. 청구항 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수평 플랜지(115)에는 모르타르(60)가 타설되기 위한 타설공(121)이 형성되어 있고, 상기 외부관(100)의 측면 외측에는 상기 외부관(100)이 모르타르(60)에 의해 고정되도록 돌출턱(120)이 형성되어 있음을 특징으로 하는 여과지의 하부집수장치.