KR20140136615A - 정수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양어장, 낚시터, 연못, 수중보 등의 저수지를 정수하기 위한 정수장치를 개시한다. 본 발명은 저수지의 바닥에 설치되어 침전물을 포함한 오염수를 외부로 강제 송출하는 오염수 송출수단; 오염수 송출수단에 의해 외부로 보내진 오염수를 여과하여 침전물을 걸러주는 침전물 여과수단; 오염수 송출수단으로부터 송출된 오염수를 상기 침전물 여과수단으로 이송하는 오염수 이송관로와, 상기 침전물 여과수단에서 정수된 물을 상기 저수지로 재이송하는 정수이송관로로 이루어진 이송관로; 오염수 송출수단의 구동을 제어하기 위한 제어수단;을 포함한다.
본 발명은 다량의 물이 저장되어 있는 저수지에 설치되어 바닥의 침전물을 간편하게 물 밖으로 배출시킴과 동시에 수중의 오염물질(침전물)을 확실하게 제거하고, 더불어 용존산소량을 높여줌으로써 저수된 물을 항상 맑고 깨끗하게 유지시킬 수 있게 된다.

Description

정수장치{Water-purifying device}

본 발명은 정수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 낚시터, 연못, 양어장이나 양식장 또는 수중보 등과 같이 다량의 물이 저장되어 있는 저수지에 설치되어 바닥의 침전물을 간편하게 물 밖으로 배출시킴과 동시에 수중의 오염물질(침전물)을 확실하게 제거하고, 더불어 용존산소량을 높여줌으로써 저수된 물을 항상 맑고 깨끗하게 유지시킬 수 있도록 된 정수장치에 관한 것이다.

물은 인체 중량비율의 60~80%를 차지하고, 혈액이나 체액의 경우 물이 90%이상을 차지할 뿐 아니라 모든 생체세포는 물을 통하여 분열, 성장, 노화 및 부패·소멸의 과정을 거치게 된다. 따라서 인간을 비롯한 모든 생명체에 있어서 물은 그 생명의 원천이랄 수 있는데, 오늘날 각종 원인에 의해 수질오염이 날로 심각해지고 있어 생명이 위협받고 있다.

수질오염에 의한 위협은 비단 직접 섭취하는 음용수뿐만 아니라, 어류나 채소 등의 먹을거리를 통한 간접섭취에 의해서도 크나큰 위협이 될 수 있다. 그러므로 물의 오염을 방지하여 살아 있는 맑고 깨끗한 물로 유지시키는 것이야말로 생명을 지키는 으뜸이 될 수 있다.

이에 따라 다양한 방법으로 수질의 오염방지 및 개선작업을 수행하고 있는데, 현실적으로 수질오염방지에는 한계가 있을 수밖에 없는 바 수중의 오염물질을 효과적으로 여과 정수하는 방법이 널리 이용되고 있다.

물의 여과정수에는 자연여과정수 방법과, 강제여과정수 방법 및 화학적 여과정수 방법 등이 있으며, 수량이나 용도에 따라 적적한 방법을 활용하는 것이 효율적일 것이다. 그렇지만, 정수에 소요되는 시간적 제약이나 효율 등 여러 측면을 고려하여 일반적으로는 강제여과정수 방법이 주로 이용되고 있다.

종래의 강제여과정수 방법은, 물을 여과기의 위에서 아래로 통과시킴으로써 오염물질을 제거하는 소위 하향식 여과방법이 사용되고 있었는데, 이는 그 여과방법의 특성상 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

먼저, 외부오염에 노출되어 부유물이 많은 물이나 침전물이 많은 오염수는 물론이고, 많은 수량의 물을 여과정수하기 위해서는 많은 제약과 비용이 발생할 수밖에 없었다.

즉, 물을 여과기의 위에서 아래로 통과시키는 방식이기 때문에 부유물이나 침전물이 많은 경우 여과된 침전물이 여과기의 상부에 쉽게 쌓여 물의 통과를 저해하게 되고, 이에 따라 침전물 제거를 위한 여과기의 잦은 청소가 불가피하고 청소작업도 번거로워서 여과정수 효율이 떨어질 뿐 아니라 고비용이 소요될 수밖에 없는 것이다.

이 때문에 종래의 강제여과정수 방법은, 주로 외부와 차단된 실내나 오염이 심하지 않은 비교적 소량의 물을 여과정수하는 데에만 활용되고 있는 실정이다.

한편, 먹이와 배설물 등의 오염물질이 많이 발생되는 낚시터, 양어장, 양식장과 저수지 및 수중보 등에는 외부유입 퇴적물과 적조생물 오염물질 등이 다량으로 발생되는데, 이는 수질오염의 주범일 뿐 아니라 수심을 변화시키므로 별도의 장비를 사용하여 주기적으로 준설작업을 실시하거나, 별도의 오염물 유입방지시설 등을 활용하여 수질관리를 하고 있기도 하다.

따라서 종래의 강제여과정수 방법은 오염의 정도나 수량 등에 따라서 별도의 준설작업이나 시설물 등을 필요로 하는바, 수질관리에 많은 인적, 물적 비용이 발생함은 물론 현실적으로 기술적, 물리적 관리에 어려움과 한계가 많았다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 낚시터, 연못, 양어장이나 양식장 또는 수중보 등과 같이 다량의 물이 저장되어 있는 저수지에 설치되어 별도의 준설작업이나 오염물 유입방지시설 없이도 바닥의 침전물을 간편하고 신속하게 물 밖으로 배출시킴과 동시에 수중의 오염물질을 확실하게 제거하면서 용존산소량도 높여줌으로써 저수된 물을 항상 맑고 깨끗하게 유지시킬 수 있는 정수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 여과된 오염물질이 여과기에 적체되는 것을 최소화시킬 수 있음은 물론 여과기에 적체된 오염물질을 간편하고 신속하게 제거할 수 있어 여과정수효율을 극대화시킬 수 있는 정수장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 정수처리된 물에 생체에 유익한 각종 기능성분을 부가하여 줌으로써 기능성이 가미된 보다 향상된 수질로 개선 유지시킬 수 있는 정수장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 정수장치는, 물이 저장되어 있는 저수지에 설치되어 수중에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 정수장치로서,

저수지의 바닥에 설치되어 침전물을 포함한 오염수를 외부로 강제 송출하는 오염수 송출수단; 이 오염수 송출수단에 의해 외부로 보내진 오염수를 여과하여 침전물을 걸러주는 침전물 여과수단; 오염수 송출수단으로부터 송출된 오염수를 침전물 여과수단으로 이송하는 오염수 이송관로와, 침전물 여과수단에서 정수된 물을 저수지로 재이송하는 정수이송관로로 이루어진 이송관로; 오염수 송출수단의 구동을 제어하기 위한 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 오염수 송출수단이, 하단부 둘레에 복수의 유입슬롯을 갖는 하우징과, 이 하우징의 내부에 설치되어 유입슬롯을 통해 유입된 침전물을 오염수 이송관로를 통해 침전물 여과수단으로 송출하는 오염수 배출펌프와, 하우징의 하단부 둘레에 위치되어 침전물을 부양시키는 침전물 부양수단을 구비한다.

침전물 부양수단은, 다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지며, 침전물 배출펌프의 출구와 연결되어 하우징내의 침전물을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 오염수 송출수단이, 하단부 둘레에 복수의 유입슬롯을 갖는 하우징과, 이 하우징의 내부에 설치되어 유입슬롯을 통해 유입된 침전물을 오염수 이송관로를 통해 침전물 여과수단으로 송출하는 오염수 배출펌프와, 하우징 주변의 저수지 물에 회류를 형성하여 침전물을 부양 및 하우징 내부로 흡입해주는 회류형성수단을 구비하여 구성된다.

회류형성수단은, 하우징의 내부에 구비되어 저수지의 물이 흡입되는 챔버(chamber)와, 챔버 내에 설치되고 저수지 물을 흡입하여 토출하는 회류펌프와, 이 회류펌프의 출구에 각각 연결되고 토출단이 하우징 주변에 바람개비 형태로 배치되는 복수의 토출관으로 이루어진다.

바람직하기로는 챔버의 흡입구가 오염수 배출펌프의 상측에 수직방향으로 구비되고, 챔버의 흡입구에 필터가 구비되는 상향식 흡입구조를 취함으로써 침전물이 보다 용이하게 오염수 배출펌프 주변에 모이도록 할 수 있다.

여기서, 토출관의 선단에는 대기와 연통된 공기흡입관을 갖춘 벤츄리(venturi)관이 설치되어 저수지 물에 공기를 공급함으로써 용존산소량을 높일 수 있게 한다.

또한, 하우징의 하단부 둘레에 위치되어 침전물을 부양시키는 침전물 부양수단을 더 구비할 수 있으며, 침전물 부양수단은 다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지고 침전물 배출펌프의 출구와 연결되어 하우징내의 침전물을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 침전물 부양수단은, 하우징에 구비되어 저수지 물이 흡입되는 보조챔버와, 보조챔버 내부에 설치되고 저수지 물을 흡입하여 분출하는 침전물 부양펌프와, 다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지며 침전물 부양펌프의 출구에 연결되어 하우징내의 침전물을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관으로 이루어질 수 있다.

또, 침전물 부양펌프의 출구와 연결되며, 다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지고 하우징의 챔버 흡입구에 설치된 필터 상측에서 필터를 향해 물을 분사하는 세척관을 더 구비하여 필터의 폐색(閉塞)을 방지할 수 있다.

침전물 여과수단은, 오염수 이송관로가 하부에 연결되고 정수이송관로가 상부에 연결되는 여과탱크와, 이 여과탱크의 내부에 설치되어 오염수의 침전물을 걸러주는 여과부재와, 여과탱크의 하단부에 구비되는 침전물 배출밸브를 구비한다.

보다 바람직하기로는 제1차단밸브를 가지고 오염수 이송관로와 정수이송관로를 상호 연결하는 바이패스관과, 이 바이패스관의 후류측에 위치하도록 오염수 이송관로에 구비되는 제2차단밸브와, 바이패스관의 후류측에 위치하도록 정수이송관로에 구비되는 제3차단밸브와, 오염수 이송관로의 토출단에 구비되는 역지밸브를 더 구비하여 제어수단을 통해 여과부재의 세척도 간편하게 병행할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 침전물 여과수단이, 오염수 이송관로의 출구와 연결되고 오염수가 하부에서 상부로 통과하는 여과챔버와, 여과챔버내에서 오염수 중의 침전물을 걸러주는 여과부재와, 여과챔버의 하부에 설치되는 침전물 배출밸브를 구비하는 여과탱크; 및 여과탱크보다 낮은 위치에 설치되어 입구가 여과탱크의 출구와 연결되고 출구가 정수이송관로와 연결되며, 출구쪽으로 갈수록 높이가 점차 낮아지는 복수의 월류벽을 일정간격으로 갖는 침전탱크;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하기로 여과탱크에는 여과챔버를 통과한 정수가 일정높이에서 떨어지는 낙수챔버를 더 구비하고, 낙수챔버는 대기와 연통함으로써 저수지로 재이송되는 정수에 공기를 공급하여 용존산소량을 더욱 증가시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 여과부재는, 오염수의 유입측(하측)에 위치되어 침전물 중의 큰 이물질을 1차적으로 제거하는 제1여과층과, 오염수의 유출측(상측)에 위치되어 제1여과층을 통과한 정수 중의 미세 이물질을 2차적으로 제거하는 제2여과층으로 이루어진다.

바람직하기로 여과부재는, 제2여과층 후류에 설치되어 제2과층을 통과한 정수에 소정의 기능성을 부가하는 기능성물질층을 더 포함하며, 기능성물질층은 게르마늄, 맥반석, 활성탄, 황토, 포졸란 중 어느 하나로 이루어질 수도 있고, 또는 이들 중 적어도 2 이상이 복합적으로 이루어질 수도 있다.

이상과 같은 본 발명의 정수장치에 의하면, 물이 저수되어 있는 저수지의 이물질은 물론이고 바닥의 침전물까지 지속적으로 물 밖으로 배출할 수 있으므로 준설작업을 배제하거나 그 횟수를 대폭 줄일 수 있으면서도 수심을 일정하게 유지시킬 수 있게 된다. 이에 따라 저수지의 수질관리가 매우 용이해질 뿐 아니라 수질관리비용도 현저히 절감할 수 있게 된다.

또한, 오염수가 여과부재의 밑에서 위로 통과하는 상향식 여과방식을 취하고 있기 때문에 오염물질에 의한 여과부재의 폐색되 최소화 되고, 더욱이 여과부재의 상측에서 여과부재에 대해 물을 분출하여 여과부재를 세척할 수 있으므로 수량의 많고 적음이나 오염 정도 등에 구애받지 않고 간편, 신속하게 오염물질을 제거할 수 있다.

또, 여과부재에 생체에 유익한 각종 기능성 물질로 이루어진 기능성물질층이 함께 구비되어 있어 정수 물에 유익한 기능성이 부가됨은 물론이고, 공기주입에 따라 용존산소량도 증가하므로 맑고 깨끗한 살아있는 물로 유지관리할 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은, 양어장, 양식장, 낚시터, 연못, 저수지, 수중보 및 댐 등과 같이 물이 저장되어 있는 모든 저수지의 수질개선에 큰 효과를 기대할 수 있으며, 특히 갈수기에 수량부족으로 인한 수질악화와 여름철 녹조발생에 따른 부영양화 현상 등 생태계에 미치는 악영향도 최소화할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 정수장치의 개념을 모식적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 정수장치 오염수 배출수단의 제1실시예를 도시한 부분 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 오염수 배출수단 제1실시예의 평단면도,
도 4는 본 발명에 따른 정수장치 오염수 배출수단의 제2실시예를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 오염수 배출수단 제2실시예의 부분절단 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 정수장치 오염수 배출수단의 제3실시예를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 오염수 배출수단 제3실시예의 부분절단 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 정수장치의 강제여과수단을 도시한 단면도,
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 정수장치의 자연여과수단을 도시한 단면도이다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시 예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 1에서, 본 발명에 의한 정수장치는, 저수지(R)의 바닥에 설치되어 침전물을 포함한 오염수를 외부로 강제 송출하는 오염수 송출수단(100)과, 이 오염수 송출수단(100)에 의해 외부로 보내진 오염수를 여과하여 침전물을 걸러주는 침전물 여과수단(200)과, 오염수 송출수단(100)으로부터 송출된 오염수를 침전물 여과수단(200)으로 이송하는 오염수 이송관로(310)와, 침전물 여과수단(200)에서 정수된 물을 저수지로 재이송하는 정수이송관로(320)로 이루어진 이송관로(300) 및 오염수 송출수단(100)의 구동을 제어하기 위한 제어수단(400)을 포함하여 구성된다.

도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 정수장치의 오염수 송출수단(110) 제1실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제1실시예의 오염수 송출수단(110)은 하우징(111)과, 이 하우징(111)의 내부에 모인 침전물(D)을 포함하는 오염수를 저수지(R) 밖으로 배출시키는 오염수 배출펌프(112)와, 하우징(111)의 둘레에서 침전물(D)을 부양시켜주는 침전물 부양수단으로 구성된다.

하우징(111)의 하단부에는 오염수가 유입되는 복수의 유입슬롯(111b)이 형성된다. 하우징(111)의 베이스(111a)는 하우징(111)의 몸체보다 크게 형성되고, 그 가장자리 상부에 돌출부(111C)를 갖는다. 돌출부(111c)는 하우징(111)의 베이스(111a) 위에 쌓인 침전물(D)이 외부로 쓸려나가는 것을 적절히 차단하여 오염수 배출펌프(112)가 침전물(D)을 용이하게 배출시킬 수 있게 한다.

오염수 배출펌프(112)는 바람직하기로 하우징(111)의 내부 바닥, 즉 하우징(111)의 베이스(111a) 위에 설치되고, 그 출구에 구비된 배출관(112a)을 통해 오염수 이송관로(310)와 연결된다.

침전물 부양수단은 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들어 도시된 바와 같이 하우징(111)의 베이스(111a) 상의 가장자리 부위에 설치되어 베이스(111a) 위에 쌓인 침전물(D)을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관(113)으로 구성될 수 있다.

오염수 분출관(113)은 하우징(111)의 몸체를 감싸도록 대략 고리형태로 이루어지고, 그 내주쪽에 다수의 분출구멍(113a)을 일정간격으로 갖는다. 이러한 오염수 분출관(113)은 별도의 펌핑수단에 의해 구동될 수도 있지만, 바람직하기로는 오염수 배출펌프(112)의 배출관(112a)에 분기관(114)으로 연결되어 오염수 배출펌프(112)에 의해 동시에 작동되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명 정수장치의 오염수 송출수단(110) 제1실시예는, 오염수 배출펌프(112)가 주변의 오염수를 흡입하여 배출하는 펌핑작용에 의해 하우징(111) 주변의 침전물(D)이 유입슬롯(111b)을 통해 하우징(111) 내부로 유입되어 오염수와 함께 외부의 침전물 여과수단(200)으로 배출시키게 된다.

따라서 수량이 비교적 적은 작은 연못 등의 소규모 저수지(R)에 사용하기 적합하다.

도 4 및 도 5에는 본 발명 정수장치의 오염수 송출수단(120)의 제2실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제2실시예의 오염수 송출수단(120)은, 하우징(121)과, 이 하우징(121)의 내부에 설치되어 유입된 침전물(D)을 오염수 이송관로(310)를 통해 침전물 여과수단(200)으로 송출하는 오염수 배출펌프(122)와, 하우징(121) 주변의 저수지(R) 물에 회류를 형성하여 침전물(D)을 부양 및 하우징(121) 내부로 흡입해주는 회류형성수단(123)을 구비하여 구성된다.

하우징(121)은 하단부에 오염수가 유입되는 복수의 유입슬롯(121b)을 갖는다. 하우징(121)의 베이스(121a) 상부 가장자리에는 하우징(121)의 내부로 유입된 침전물(D)이 다시 그 외부로 쓸려나가는 것을 억제하기 위한 돌출부(121c)가 형성된다.

오염수 배출펌프(122)는 바람직하기로 하우징(121)의 내부 바닥, 즉 하우징(121)의 베이스(121a) 위에 설치되고, 그 출구에 구비된 배출관(122a)을 통해 오염수 이송관로(310)와 연결된다.

회류형성수단(123)은 예컨대 하우징(121)의 내부에 구비되어 저수지(R)의 물이 흡입되는 챔버(125)와, 이 챔버(125) 내에 설치되고 저수지(R) 물을 흡입하여 토출하는 회류펌프(123a)와, 이 회류펌프(123a)의 출구에 각각 연결되는 복수의 토출관(123b)으로 구성된다.

챔버(125)의 흡입구(125a)는 바람직하기로 오염수 배출펌프(122)의 상측에 수직방향으로 구비되고, 이 챔버(125)의 흡입구(125a)에 필터(126)가 구비된다.

이에 따라 회류형성수단(123)이 상향식 흡입구조를 취함으로써 회류펌프(123a)의 작동시 챔버(125)로 흡입되는 오염수 중의 침전물(D)과 이물질 등의 오염물질은 필터(126)의 하면에서 걸러지게 되는바, 침전물(D)이 보다 용이하게 오염수 배출펌프(122) 주변에 모일 수 있을 뿐 아니라 회류형성수단(123)에 의해서도 오염수가 1차적으로 정수되게 된다.

각 오염수 토출관(123b)은 오염수 회류펌프(123a)의 출구에 연결된 분배기(123c)에 동시에 연결되어 오염수를 하우징(121) 주변에 분출하는데, 용이한 회류형성을 위해 예컨대 도시된 바와 같이 각 토출관(123b)의 토출단이 동일한 회전방향을 향하도록 하우징(121)의 둘레에 대략 바람개비 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 각 토출관(123b)의 선단에는 벤츄리관(124)이 구비되고, 이들 벤츄리관(124)에는 대기와 연통된 공기흡입관(124a)이 설치된다. 이에 따라 오염수 회류펌프(123a)의 작동으로 토출관(123b)에서 오염수가 분출될 때, 베르누이의 정리에 따라 공기흡입관(124a)을 통해 대기가 흡입되어 혼합됨으로써 저수지(R) 물의 용존산소량도 높일 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명 정수장치 제2실시예의 오염수 송출수단(120)은, 오염수 회류형성수단(130)의 작동에 따라 하우징(121) 주변의 오염수에 적절한 회류가 형성됨과 동시에 오염수가 하우징(121)의 내부로 흡입되기 때문에 침전물(D)이 자연스럽게 부양되어 하우징(121) 내부로 유입되고 또한 필터(126)에 의해 걸러져 하우징(121)내의 오염수 배출펌프(122) 주위에 용이하게 쌓이게 되며, 이렇게 쌓인 침전물(D)은 오염수 배출펌프(122)에 의해 저수지(R) 외부의 침전물 여과수단(200)으로 배출되게 된다.

이와 같이 제2실시예의 오염수 송출수단(120)은 회류형성수단(123)만으로도 그 작용에 별 지장 없으나, 보다 바람직하기로는 하우징(121)의 베이스(121a) 상부 가장자리에 침전물(D)을 부양시켜주는 침전물 부양수단을 더 구비할 수 있다.

이러한 침전물 부양수단 역시 여러 가지 형태로 구성될 수 있으며, 예컨대 전술한 제1실시예와 마찬가지로 하우징(121)의 베이스(121a) 상부 가장자리 부위에 설치되어 베이스(121a) 위에 쌓인 침전물(D)을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관(127)으로 구성될 수 있다.

이 경우, 하우징(121)의 베이스(121a) 위에 쌓인 침전물(D)을 보다 더 용이하게 부양시킬 수 있어 오염수 배출펌프(122)가 침전물(D)을 더욱 확실하게 외부로 배출시킬 수 있게 된다.

따라서 본 발명 정수장치 제2실시예의 오염수 송출수단(120)은 비교적 수량이 많고 오염도가 높은 중형의 저수지(R)에 사용하기에 적합하다.

한편, 도 6 및 도 7에는 본 발명 정수장치 오염수 송출수단(130)의 제3실시예가 도시되어 있다. 이 제3실시예는 일부의 구성을 제외하고, 전술한 제2실시예의 구성과 작용효과가 동일한바, 설명의 편의상 제2실시예와 대응되는 부위에 대응되는 부재번호를 기입하여 중복설명을 생략하고, 상이한 구성부분에 대해서만 설명하기로 한다.

먼저, 제3실시예의 오염수 송출수단(130)이 제2실시예의 오염수 송출수단(120)과 다른 구성부분은, 침전물 부양수단(137)과 세척관(139)의 추가구성으로 이하에서는 이들에 대해서만 설명한다.

제3실시예의 침전물 부양수단(137)은 하우징(131)에 구비되어 저수지(R) 물이 흡입되는 보조챔버(137a)와, 이 보조챔버(137a) 내부에 설치되고 저수지(R) 물을 흡입하여 분출하는 침전물 부양펌프(137b)와, 다수의 분출구멍(138a)을 일정간격으로 가지며 침전물 부양펌프(137b)의 출구에 연결되어 하우징(131) 내의 침전물(D)을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관(138)으로 구성된다.

즉, 제3실시예의 오염수 송출수단(130)의 침전물 부양수단(137)은 제2실시예와 달리 별도의 침전물 부양펌프(137b)에 의해 하우징(131) 내의 오염수 배출펌프(132) 주변에 쌓인 침전물(D)을 부양시켜주는 것으로, 이는 제3실시예의 오염수 송출수단(130)이 예컨대 댐과 같이 저수량이 대단히 많고 침전물(D) 등의 오염물질도 많은 대형 저수지(R)에 사용하기 적합한 구성을 갖추기 위함이다.

이에 따라 챔버(135)의 흡입구(135a)에 설치된 필터(136)에도 다량의 침전물(D)이 흡착될 수 있는바, 바람직하기로 제3실시예의 오염수 송출수단(130)은 필터(136)를 청소하기 위한 세척관(139)을 더 구비한다.

이러한 세척관(139)은 필터(136)의 상측에 위치되어 침전물 부양펌프(137a)의 출구와 연결되고, 다수의 분출구멍(도시하지 않음)을 일정간격으로 구비하여 필터(136)를 향해 하방으로 물을 분사함으로써 필터(136)를 청소하여 그 폐색(閉塞)을 방지한다.

나머지 부호 140은 오염수 배출펌프(132)를 감싸 오염수 배출펌프(132)로 어류가 흡입되는 것을 차단하기 위한 어망이다.

도 8에는 본 발명 정수장치의 침전물 여과수단(210)의 일실시예로서, 강제여과방식의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 강제여과방식의 침전물 여과수단(210)은, 오염수 이송관로(310) 및 정수이송관로(320)가 각각 연결되어 오염수가 통과하는 여과탱크(211)와, 이 여과탱크(211)의 내부에 설치되어 오염수의 침전물(D)을 걸러주는 여과부재(212)와, 여과탱크(211)의 하단부에 구비되는 침전물 배출밸브(213)를 구비하여 구성된다.

본 발명의 강제여과방식 침전물 여과수단(210)은 오염수 이송관로(310)가 하우징(211)의 하부에 연결되고, 정수이송관로(320)가 하우징(211)의 상부에 연결되어 오염수가 하우징(211)의 하부에서 상부로 통과하는 소위 상향식 여과방식을 취한다.

하우징(211)의 바닥은 걸러진 침전물(D)이 용이하게 배출될 수 있도록 그 중앙부위가 내측, 즉 상측으로 볼록하게 형성되고, 하우징(211)의 하단부 외주에는 침전물 배출밸브(213)가 설치되는 침전물 배출구(211a)가 구비된다.

여과부재(212)는 공지된 정수시설에 이용되고 있는 여러 가지 여과재를 이용하여 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어 도시된 바와 같이 비교적 큰 이물질을 1차적으로 걸러주는 제1여과층(212b)과, 미세 이물질을 걸러주는 제2여과층(212c)이케이싱(212a)내에 층상으로 수용되어 양측이 다공질의 지지판(212e)에 의해 지지되는 조합으로 구성될 수 있다.

제1여과층(212b)은 여과탱크(211)의 오염수 유입측인 아래쪽에 위치하고, 제2여과층(212c)은 제1여과층(212b)의 후류, 즉 정수 유출측인 위쪽에 위치하여 오염수 중에 포함된 침전물(D) 등의 각종 오염물질들을 순차적으로 걸러준다.

이를 위해 제1여과층(212b)은 조밀한 메시 형태로 구성되고, 제2여과층(212c)은 미세한 기공을 무수히 갖는 예컨대 세라믹 등의 다공성 블록이나 다수의 그레인 집합체 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명 정수장치의 여과부재(212)는 바람직하기로 제2여과층(212c)의 휴류에 생체에 유익한 각종 기능성 성분을 부가시킬 수 있는 기능성물질층(212d)을 더 포함한다.

이에 따라 기능성물질층(212d)은 제1 및 제2여과층(212b)(212c)를 통과하면서 침전물(D) 등이 제거된 정수에 소정의 기능성을 부가시키게 됨으로써 저수지(R)로 재이송된 물의 수질을 더욱 향상시키게 된다.

기능성물질로는 이미 인체에 유익한 성분을 방출하는 것으로 널리 알려진 각종의 물질들, 예컨대 게르마늄, 맥반석, 활성탄, 황토, 포졸란 등이 사용될 수 있고, 이들 외의 기타 다른 물질들도 사용될 수 있다. 이러한 기능성물질층(212d)은 상술한 기능성물질들 중 어느 한 가지만으로 구성될 수도 있고, 또는 적어도 2가지 이상의 물질들을 조합하여 구성될 수도 있음은 물론이다.

이와 같은 기능성물질층(212d)은 제1 및 제2여과층(212b)(212c)을 지나면서 이물질이 걸러진 정수에 고유의 성질을 방출하여 소정의 기능성을 부가시킬 수 있을 뿐 아니라, 제2여과층(212c)의 기공보다 미세한 기공을 형성하도록 구성할 경우 정수를 최종적으로 한 번 더 걸러주는 여과층으로도 기능하게 된다.

한편, 본 발명 정수장치의 강제여과방식 침전물 여과수단(210)은, 상향식으로서 침전물(D) 등의 오염물질이 제1,2여과층(212b)(212c)과 기능성물질층(212d)에 흡착되는 양이 통상의 하향식에 비해 현저히 적어 장기간 사용할 수 있으나, 보다 바람직하기로 별도의 분해소지 없이도 필요 시 간편하게 여과층을 청소할 수 있는 구성을 구축한다.

이를 위해 오염수 이송관로(310)와 정수이송관로(320)가 바이패스관(214)에 의해 상호 연결되고, 바이패스관(214)에는 제1차단밸브(214a)가 구비된다. 그리고 바이패스관(214)의 후류측에 위치하도록 오염수 이송관로(310)에 제2차단밸브(215)가 구비되고, 바이패스관(214)의 후류측에 위치하도록 정수이송관로(320)에 제3차단밸브(216)이 구비되며, 여과탱크(211)의 내부에 위치한 오염수 이송관로(310)의 토출단에는 역지밸브(217)가 더 구비된다.

또한, 여과부재(212)의 내부에는 예를 들어 2개의 세척관(218)이 간격을 두고 횡방향으로 삽입 설치된다. 이들 세척관(218)은 제4차단밸브(218a)를 각각 구비하여 바이패스관(214)에 연결되며, 오염수가 분출되는 다수의 분출구멍(도시하지 않음)을 무작위로 갖는다.

이러한 세척관(218)은 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들어 도 9에 도시한 바와 같이 여과층을 골고루 세척할 수 있도록 스파이럴 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조적 특징을 갖는 본 발명 정수장치의 강제여과방식 침전물 여과수단(210)은, 운전모드에 따라 각기 다르게 작동된다.

먼저, 여과모드에서는 침전물 배출밸브(213), 제1차단밸브(214a) 및 제4차단밸브(218a)가 닫히고, 제2차단밸브(215)와 제3차단밸브(216) 및 역지밸브(217)만 개방된다.

이에 따라 오염수 송출수단(100)에 의해 오염수 이송관로(310)를 타고 송출된 오염수가 여과탱크(211)의 하부로 펌핑 공급되고, 여과탱크(211)내로 이송된 오염수는 그 상부의 여과부재(212)를 아래에서 위로 통과하면서 침전물(D) 등의 오염물질이 걸러지게 된다.

이때, 상향식 여과방식을 취하고 있는 본 발명의 침전물 여과수단(210)에 의해 걸러진 침전물(D)은 여과부재(212) 하부의 여과탱크(211) 바닥에 쌓이게 되고, 여과부재(212)를 지나면서 침전물(D)이 걸러진 정수는 여과탱크(211) 상부에 연결된 정수이송관로(320)를 타고 다시 저수지(R)로 재이송된다.

다음, 침전물 배출모드에서는 여과탱크(211)의 침전물배출구(211a)에 구비된 침전물 배출밸브(213)만 개방되고, 나머지 밸브들은 모두 닫힌다. 그러면, 여과탱크(211)의 내부 바닥에 쌓여 있던 침전물(D)이 침전물 배출구(211a)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 청소모드에서는 제1차단밸브(214a)와 침전물 배출밸브(213) 및 제4차단밸브(218a)가 개방되고, 제2차단밸브(215)와 제3차단밸브(216)는 닫힌다. 오염수 송출수단(100)의 펌핑에 의해 압송된 오염수가 정수이송관로(320)와 2개의 세척관(218)의 공급되어 여과부재(212)의 상부와 여과부재(212)의 중간 중간에서 오염수가 분출된다.

그러면 여과부재(212)에 흡착되어 있던 침전물(D) 등의 이물질이 오염수의 분출압력에 의해 효과적으로 제거되어 여과탱크(211)의 하부 바닥으로 떨어지고, 침전물 배출구(211a)를 통해 외부로 빠져나가게 된다.

이와 같은 강제여과방식 침전물 여과수단(210)은 저수지의 여건상 자연여과를 위한 침전지를 구축할 수 없는 경우에 적합하다.

도 10에는 본 발명 정수장치의 자연여과방식 침전물 여과수단(220)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 자연여과방식 침전물 여과수단(220)은 유입구가 오염수 이송관로(310)와 연결되는 여과탱크(221)와, 유출구가 정수이송관로(320)와 연결되는 침전탱크(226)를 포함한다.

여과탱크(221)는 오염수 이송관로(310)의 출구와 연결되고 오염수가 하부에서 상부로 통과하는 여과챔버(222)와, 이 여과챔버(222) 내에서 오염수 중의 침전물을 걸러주는 여과부재(224)와, 여과챔버(222)의 하부에 설치되어 침전물(D)을 외부로 배출시키는 침전물 배출밸브(225)로 구성된다.

바람직하기로 보다 확실한 여과를 위해 여과챔버(222)는 양자간에 유로간격(222c)를 두고 나란하게 배치되는 제1 및 제2여과챔버(222a)(222b)로 이루어진다. 이에 따라 각 여과챔버(222a)(222b)의 하부에도 침전물 배출밸브(225)가 각각 구비된다.

여과부재(224)는 전술한 강제여과방식의 여과부재와 마찬가지로 오염수 유입측인 하측으로부터 상측으로 가면서 제1여과층(224a), 제2여과층(224b) 및 기능성물질층(224c)이 순차적으로 적층되는 구성을 갖는다. 이러한 여과부재(224)의 상세한 구성과 작용효과는 전술한 강제여과방식과 동일하므로 편의상 중복설명은 생략하기로 한다.

한편, 여과탱크(211)의 말단 후류에는 제2여과챔버(222b)를 통과한 정수가 일정높이에서 낙수되는 낙수챔버(223)가 더 구비된다. 이러한 낙수챔버(223)는 대기와 연통함으로써 낙수에 의해 적절히 무화되는 정수에 공기를 공급할 수 있게 하여 저수지(R)의 용존산소량을 더욱 풍부하게 해준다.

침전탱크(226)는 여과탱크(221)보다 낮은 위치에 설치되어 입구가 연결관로(228)를 통해 여과탱크(221)의 낙수챔버(223) 하단에 구비된 출구와 연결되고, 출구가 정수이송관로(320)와 연결된다.

침전탱크(226)의 내부에는 출구쪽으로 갈수록 높이가 점차 낮아지는 복수의 월류벽(227)을 일정간격으로 구비한다. 이에 따라 여과탱크(221)를 거치면서 1차적으로 여과된 정수가 각 월류벽(227)으로 구획된 영역에 순차적으로 머물면서 미세한 이물질까지 침전에 의해 완전히 제거되고, 맑고 깨끗한 물만 정수이송관로(320)를 통해 다시 저수지(R)로 재이송되게 된다.

100, 110, 120, 130: 오염수 송출수단
111, 121, 131: 하우징 111b, 121b, 131b: 유입슬롯
112, 122, 132: 오염수 배출펌프 113, 127, 138: 오염수 분출관
123, 133: 회류형성수단 123a, 133a: 회류펌프
123b, 133b: 오염수 토출관 124, 134: 벤츄리관
124a, 134a: 공기흡입관 125, 135: 챔버
126, 136: 필터 137: 오염수 부양수단
137a: 보조챔버 137b: 침전물 부양펌프
139: 세척관 211, 221: 여과탱크
212, 224: 여과부재 213, 225: 침전물 배출밸브
214: 바이패스관 218: 세척관
222: 여과챔버 223: 낙수챔버
226: 침전탱크 227: 월류벽
R: 저수지 D: 침전물

Claims (24)

1. 물이 저장되어 있는 저수지에 설치되어 수중에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 정수장치로서,
   저수지의 바닥에 설치되어 침전물을 포함한 오염수를 외부로 강제 송출하는 오염수 송출수단;
   상기 오염수 송출수단에 의해 외부로 보내진 오염수를 여과하여 침전물을 걸러주는 침전물 여과수단;
   상기 오염수 송출수단으로부터 송출된 오염수를 상기 침전물 여과수단으로 이송하는 오염수 이송관로와, 상기 침전물 여과수단에서 정수된 물을 상기 저수지로 재이송하는 정수이송관로로 이루어진 이송관로;
   상기 오염수 송출수단의 구동을 제어하기 위한 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 오염수 송출수단이,
   하단부 둘레에 복수의 유입슬롯을 갖는 하우징과,
   상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 유입슬롯을 통해 유입된 침전물을 상기 오염수 이송관로를 통해 상기 침전물 여과수단으로 송출하는 오염수 배출펌프와,
   상기 하우징의 하단부 둘레에 위치되어 침전물을 부양시키는 침전물 부양수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 침전물 부양수단이,
   다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지며, 상기 침전물 배출펌프의 출구와 연결되어 상기 하우징내의 침전물을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 오염수 송출수단이,
   하단부 둘레에 복수의 유입슬롯을 갖는 하우징과,
   상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 유입슬롯을 통해 유입된 침전물을 상기 오염수 이송관로를 통해 상기 침전물 여과수단으로 송출하는 오염수 배출펌프와,
   상기 하우징 주변의 상기 저수지 물에 회류를 형성하여 침전물을 부양 및 상기 하우징 내부로 흡입해주는 회류형성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 회류형성수단이,
   상기 하우징의 내부에 구비되어 저수지의 물이 흡입되는 챔버와, 상기 챔버내에 설치되고 저수지 물을 흡입하여 토출하는 회류펌프와, 상기 회류펌프의 출구에 각각 연결되고 토출단이 상기 하우징 주변에 바람개비 형태로 배치되는 복수의 토출관을 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 챔버의 흡입구가 상기 오염수 배출펌프의 상측에 수직방향으로 구비되고, 상기 챔버의 흡입구에 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
7. 청구항 4 내지 청구항 6의 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징의 하단부 둘레에 위치되어 상기 하우징의 베이스 상에 퇴적된 침전물을 부양시켜주는 침전물 부양수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 침전물 부양수단이,
   다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지며, 상기 오염수 배출펌프의 출구와 연결되어 상기 하우징내의 침전물을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
9. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 토출관의 선단에 공기흡입관을 갖는 벤츄리관이 구비된 것을 특징으로 하는 정수장치.
   
10. 청구항 7에 있어서, 상기 침전물 부양수단이,
    상기 하우징에 구비되어 저수지 물이 흡입되는 보조챔버와, 상기 보조챔버 내부에 설치되고 저수지 물을 흡입하여 분출하는 침전물 부양펌프와, 다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지며 상기 침전물 부양펌프의 출구에 연결되어 상기 하우징내의 침전물을 향해 오염수를 분사하는 오염수 분출관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 침전물 부양펌프의 출구와 연결되며, 다수의 분출구멍을 일정간격으로 가지고 상기 하우징의 챔버 흡입구에 설치된 필터 상측에서 상기 필터를 향해 물을 분사하는 세척관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
12. 청구항 1에 있어서, 상기 침전물 여과수단이,
    상기 오염수 이송관로가 하부에 연결되고, 상기 정수이송관로가 상부에 연결되는 여과탱크와,
    상기 여과탱크의 내부에 설치되어 오염수의 침전물을 걸러주는 여과부재와,
    상기 여과탱크의 하단부에 구비되는 침전물 배출밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    제1차단밸브를 가지고 상기 오염슈 이송관로와 정수이송관로를 상호 연결하는 바이패스관과, 상기 바이패스관의 후류측에 위치하도록 상기 오염수 이송관로에 구비되는 제2차단밸브와, 상기 바이패스관의 후류측에 위치하도록 상기 정수이송관로에 구비되는 제3차단밸브와, 상기 오염수 이송관로의 토출단에 구비되는 역지밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    제4차단밸브를 구비하여 상기 바이패스관에 연결되며, 다수의 분출구멍을 가지고 상기 여과부재내에 횡방향으로 삽입되는 적어도 하나의 세척관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 세척관이 스파이럴 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
16. 청구항 12 내지 청구항 15의 어느 한 항에 있어서, 상기 여과부재가,
    상기 여과탱크내의 하측에 위치되어 침전물 중의 큰 이물질을 1차적으로 제거하는 제1여과층과, 상기 여과탱크내의 상측에 위치되어 상기 제1여과층을 통과한 정수 중의 미세 이물질을 2차적으로 제거하는 제2여과층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 여과부재가 제2여과층 후류에 제2과층을 통과한 정수에 소정의 기능성을 부가하는 기능성물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 기능성물질층은 게르마늄, 맥반석, 활성탄, 황토, 포졸란 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
19. 청구항 1에 있어서, 상기 침전물 여과수단이,
    상기 오염수 이송관로의 출구와 연결되고, 오염수가 하부에서 상부로 통과하는 여과챔버와, 상기 여과챔버내에서 오염수 중의 침전물을 걸러주는 여과부재와, 상기 여과챔버의 하부에 설치되는 침전물 배출밸브를 구비하는 여과탱크;
    상기 여과탱크보다 낮은 위치에 설치되어 입구가 상기 여과탱크의 출구와 연결되고 출구가 상기 정수이송관로와 연결되며, 출구쪽으로 갈수록 높이가 점차 낮아지는 복수의 월류벽을 일정간격으로 갖는 침전탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 여과탱크에 상기 여과챔버를 통과한 정수가 일정높이에서 떨어지는 낙수챔버를 더 구비하고, 상기 낙수챔버는 대기와 연통하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
21. 청구항 19에 있어서,
    상기 여과챔버가 복수개 구비되어 오염수가 하부에서 상부로 반복적으로 흐르면서 다단계로 여과되는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
22. 청구항 19 내지 청구항 21의 어느 한 항에 있어서, 상기 여과부재가,
    상기 여과챔버내의 하측에 위치되어 침전물 중의 큰 이물질을 1차적으로 제거하는 제1여과층과, 상기 여과챔버내의 상측에 위치되어 상기 제1여과층을 통과한 정수 중의 미세 이물질을 2차적으로 제거하는 제2여과층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
23. 청구항 22에 있어서,
    상기 여과부재가 제2여과층 후류에 제2과층을 통과한 정수에 소정의 기능성을 부가하는 기능성물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수장치.
    
24. 상기 기능성물질층은 게르마늄, 맥반석, 활성탄, 황토, 포졸란 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치.
    

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