KR100953397B1

KR100953397B1 - 하상여과공법 집수시스템

Info

Publication number: KR100953397B1
Application number: KR1020090062423A
Authority: KR
Inventors: 윤인수
Original assignee: (주)휠탑
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-04-20

Abstract

본 발명은 세정관의 구조를 개선하고 그 하부에 세정공을 형성하여 압축공기가 관의 끝부분까지 고루 전달되도록 함과 동시에, 수평집수관의 내외부에 세정관을 구비하여 효율적으로 수평집수관 표면의 집수공들과 하상의 충적층을 세정하여 집수효율을 상승시키는 하상여과공법 집수시스템에 관한 것이다.

본 발명은, 하상 바닥을 개착하여 설치되는 수평집수관(330); 하상의 충적층을 통과하여 수질이 개선된 하천수를 상기 수평집수관(330)을 통하여 양수하여 지상으로 전송하는 집수정(300); 및 상기 집수정(300)의 상부에 설치되어 상기 수평집수관(330)을 세정하는 세정장치(320)를 구비하는 하상여과 공법을 이용한 집수시스템에 있어서,

상기 수평집수관(330)과 교차되는 양측방향으로 연장되게 연결하면서 표면에 다수의 집수공(341)이 형성된 분기집수관(340)을 일정간격을 두고 구비함과, 상기 수평집수관(330)의 내부에 길이방향을 따라 주입관(321)과 연결되는 세정공급관(351)을 구비함과, 상기 각 분기집수관(340)의 내부에 길이방향으로 내입되어지면서 세정공급관(351)에 연결되고 표면에 다수의 세정공(353)이 형성되는 세정연통관(352)을 구비한 것을 특징으로 한다.

수평집수관, 세정설비, 하상여과공법, 집수시스템

Description

하상여과공법 집수시스템{Infiltration System with cleaning system using Riverbed Filtration}

본 발명은 하상여과공법 집수시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세정관의 구조를 개선하고 그 하부에 세정공을 형성하여 압축공기가 관의 끝부분까지 고루 전달되도록 함과 동시에, 수평집수관의 내외부에 세정관을 구비하여 수평집수관 표면의 집수공들을 더욱 깨끗히 세척하여 집수효율을 상승시키는 하상여과공법 집수시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 집수시스템은 주로 농촌에서 농업용수를 개발하기 위하여 하천의 측부에 설치하는 것이며, 집수정과 집수관을 구비한다.

집수정이 하천 바닥의 모래, 자갈등이 퇴적된 대수층으로부터 집수관을 이용하여 집수하는 구조가 도 1 및 도 2에서 설명된다.

도 1과 같이 하천의 바닥을 개착하여 집수공(3)이 천공된 집수관(2)을 경사지게 설치하여 그 끝단을 하상의 측면에 집수관(2)의 깊이보다 깊게 설치되어 있는 집수정(1)에 연결하며, 집수관(2) 상측으로는 자갈로서 휠터층(Filter gravel)(4)을 형성한다.

하천바닥을 흐르는 물이나 지하수가 자갈휠터층(4)을 통하여 집수관(2) 내부로 모여서 집수정(1)을 통하여 물을 뽑아올려 사용한다. 이러한 집수정을 이용하여 집수시스템은 하상의 물리적, 화학적, 생물학적 특성 및 지하수의 유입 특성을 이용하여 하천의 수질을 개선하거나 하천 유지용수 및 간접취수 확보를 위하여 이용된다.

그러나, 이와 같은 종래의 집수시스템은 첫째로 세립질인 퇴사가 집수관(2)내부로 유입되어 집수 기능이 떨어진다. 즉, 집수공(3)을 통한 세립질 퇴사가 집수관(2)에 점차로 쌓이게 되어 집수효율이 매우 떨어지게 되며, 또한, 집수관(2) 상층부의 자갈 휠터층(4) 상단에는 홍수시 세립 이물질에 의한 피막현상이 발생하고 휠터층(4) 사이의 공급에 슬럿지(sludge)가 충진 되어 표류수의 하방 침투를 차단하여 집수관(2) 내의 유입 수량이 현저히 감소되는 것이다. 이를 해결하려면 하천바닥을 다시 파내 휠터층(4)을 재부설하여야 하므로 그 보수가 매우 어려우며 또한 보수하더라도 큰 비용이 발생하는 문제가 있다. 또한, 큰 관경(700mm 이상) 및 역세, 세정장치가 없어 장기간 사용시 집수관 내 막힘과 오염 등의 문제로 유지관리가 어려워 잘 사용하지 않게 되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같은 수평집수관이 개발된 바 있다.

도 3은 종래의 수평집수관을 나타낸 사시도로서, 수평집수관(210)과 적어도 하나 이상의 수평관들(PAL1, PAL2, PAL3)을 구비한다. 수평집수관(210)은 하상내 설치되며 표면에 슬롯들(ST)이 형성된다.

적어도 하나 이상의 수평관들(PAL1, PAL2,PAL3)은 수평집수관(210)으로부터 일정거리 이격되어 상기 수평집수관(210)을 둘러싸고, 수평집수관(210)의 길이 방향으로 일정거리마다 설치되는 지지부에 의해 수평집수관(210)과 일체로 연결되며 표면에 배출공들(220)을 구비한다.

이와 같은 구성에 의하여, 연결관(PP)을 통하여 압축공기가 수평관들(PAL1~PAL2)로 분사되면 압축공기는 사방으로 분사되어 상층에 쌓인 자갈들 사이의 슬러지나 자갈 표면의 피막을 제거시킬 수 있으며, 연결관(PP)을 통하여 세정수가 주입되어 수평관(PAL1~PAL4)을 세정할 수도 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 세정설비를 가지는 하상여과공법 집수시스템은, 일자구조로 형성된 수평관들(PAL1~PAL2)로 공급되는 압축공기가 파이핑현상에 의하여 초입이나 중간부분으로 누출이 집중되어 전체에 고루 공기압이 전달되지 못하여 슬러지나 자갈표면의 피막 제거 및 세척 효율이 떨어지는 문제점이 있었으며, 이는 공기압이 전체적으로 고루 미치도록 하기 위해서는 송풍기의 풍량을 대폭적으로 높여야 하는 어려움이 있다.

또한, 수평관들(PAL1~PAL2)이 수평집수관(210)과 일정 거리 이격되어 있기 때문에 수평집수관(210) 표면을 깨끗히 세척하기 어려워 집수효율이 떨어지는 문제점도 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 세정관 의 구조를 개선하고 그 하부에 세정공을 형성하여 압축공기가 관의 끝부분까지 고루 전달되도록 하는 하상여과공법 집수시스템을 제공하는데에 그 목적이 있다.

또한, 수평집수관의 구조를 개선하고, 그 내외부에 세정관을 구비하여 하상의 충적층을 집수효율을 상승시키는 데에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세정설비를 가지는 하상여과공법 집수시스템은, 하상 바닥을 개착하여 설치되는 수평집수관; 하상의 충적층을 통과하여 수질이 개선된 하천수를 상기 수평집수관을 통하여 양수하여 지상으로 전송하는 집수정; 및 상기 집수정의 상부에 설치되어 상기 수평집수관을 세정하는 세정장치를 구비하는 하상여과 공법을 이용한 집수시스템에 있어서, 상기 수평집수관과 교차되는 양측방향으로 연장되게 연결하면서 표면에 다수의 집수공이 형성된 분기집수관을 일정간격을 두고 구비함과, 상기 수평집수관의 내부에 길이방향을 따라 주입관과 연결되는 세정공급관을 구비함과, 상기 각 분기집수관의 내부에 길이방향으로 내입되어지면서 세정공급관에 연결되고 표면에 다수의 세정공이 형성되는 세정연통관을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평집수관의 하부에 일정간격을 두고 교차되게 구비하는 지지프레임에 수평집수관과 그 양측으로 주입관과 연결되는 하나 이상의 보조세정관을 위치시키어 고정수단으로 고정하여 구성한 것이 더욱 바람직하다.

삭제

본 발명에 따른 세정설비를 가지는 하상여과공법 집수시스템에 의하면, 수평집수관의 구조를 이중으로 세정 가능하게 개선하여, 다수의 집수공들을 더욱 깨끗히 세척하여 집수효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 세정공을 세정연통관 또는 보조세정관의 저면에 형성함으로써, 압축공기가 관의 끝부분까지 고루 전달되도록 할 수 있는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과 할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명에 따른 세정설비를 가지는 하상여과공법 집수시스템의 전체적인 구조를 나타낸 측단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 수평집수관을 상세히 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 정단면도이다.

본 발명은 집수정(300), 양수장치(310), 도수관(311), 세정장치(320), 주입관(321), 수평집수관(330), 분기집수관(340), 세정공급관(351), 보조세정관(360), 지지프레임(370)을 포함한다.

수평집수관(330)은 하상 바닥을 개착하여 설치되고, 집수정(300)은 하상의 충적층을 통과하여 수질이 개선된 하천수를 상기 수평집수관(330)을 통하여 양수하여 지상으로 전송한다.

즉, 하상 바닥을 일정한 깊이까지 개착하여 개착된 바닥에 수평집수관(330)을 설치하고, 수평집수관(330)의 끝단과 접하여 집수정(300)을 수직으로 지상까지 형성한다.

또한, 집수정(300)은 수평집수관(330)에 의해 집수된 물을 집수정(300) 외부로 배출시키는 양수장치(310)와, 집수정(300) 내부로의 장비 반입 또는 작업자의 출입을 위하여 상측에 맨홀이 설치될 수 있고, 맨홀을 통해 들어온 작업자의 승강을 위해 사다리 등의 이동수단이 설치될 수 있다. 이와 같은 개폐밸브, 양수장치, 맨홀, 사다리 등은 설명의 편의를 위하여 도시를 생략한다.

또한, 세정장치(320)는 상기 집수정(300)의 상부에 설치되어 상기 수평집수 관(330)을 통해 하상의 충적층을 세정한다.

집수정(300) 상부의 세정장치(320)는 고압의 물을 분출하는 고압펌프(미도시)와 고압의 공기를 분출하는 고압공기압축기(air compressor)(미도시)에 의하여 물 또는 공기를 공급하는 주입관(321)을 통해 고압으로 공급하도록 한다.

상기 주입관(321)은 수평집수관(330)내의 세정공급관(351)과 수평집수관(330)의 양측으로 구비하는 보조세정관(360)에 통상의 엘보우, 슬리브와 같은 연결장치를 통하여 결합될 수 있다. 고압펌프나 고압공기압축기를 통해 물 또는 공기를 고압으로 주입관(321)을 통해 주입하면 수평집수관(330)에 각 분기관 형태로 형성한 분기집수관(340)을 통해 분출되어 하상의 충적층을 세정하면서 동시에 내부에 쌓일 수 있는 퇴적토사나 수평집수관 벽의 스케일(scale)과 같은 이물질을 제거할 수 있다.

상기 분기집수관(340)은 수평집수관(330)에 일정간격을 두고 교차하는 양측방향으로 연속적으로 구비하도록 설치하며, 상기 분기집수관(340)의 표면에 다수의 집수공(341)을 형성한다.
또한 상기 분기집수관(340)은 수평집수관(330)에 일정간격을 두고 교차하는 양측방향으로 형성한 분기관(331)에 플랜지이음으로 연결하여 분해, 조립할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다.

또한 상기 수평집수관(330)의 입구에는 개폐밸브(380)를 구비하여 물 또는 공기를 고압으로 주입관(321)을 통해 주입할 때 수평집수관(330)의 입구를 폐쇄되도록 하고 집수할 때에는 개방되도록 한다.

상기 지지프레임(370)은 상기 수평집수관(330)과 보조세정관(360)을 그 상단에 안착시켜 지지하고, U볼트 등 고정수단(371)(372)으로 상기 지지프레임(370) 상에 상기 수평집수관(330) 및 상기 보조세정관(360)을 고정시킨 것이다.

삭제

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수평집수관(330), 분기집수관(340), 세정관(351), 보조세정관(360), 지지프레임(370) 및 고정수단(371)(372)으로 구성된다.

수평집수관(330) 및 분기집수관(340)은 스테인리스 또는 강화철 및 기타 재질로 제작되거나, 고강도 탄소강관으로도 제작될 수 있다. 상기 분기집수관(340)은 수평집수관(330)에 양측으로 일정간격을 두고 형성하는 분기관(331)에 연결하여 설치할 수 있다.

본 발명에서 상기 수평집수관(330)의 내부에 길이방향을 따라 주입관(321)과 연결되는 세정공급관(351)을 구비하고, 상기 각 분기집수관(340)의 내부에 길이방향으로 내입되어지는 세정연통관(352)을 세정공급관(351)에 연결한 것이다.

또한, 상기 세정연통관(352)의 표면에는 다수의 세정공(353)이 형성되어 상기 세정장치(320)에 의하여 상기 분기집수관(340)내로 유입되어 분기집수관(340)에 형성한 다수의 집수공(341)을 통해 분사시키어 하상의 충적층을 세정한다.

본 발명은 보조세정관(360)을 더 포함할 수 있으며, 이 보조세정관(360)은 상기 다수의 분기집수관(340)과 대응되는 상기 수평집수관(330)의 양측 하단에 구비된다. 또한, 그 표면에 다수의 세정공(361)이 형성되며, 상기 세정장치(320)에 의하여 하상의 충적층을 세정한다.

즉, 상기 분기집수관(340)의 내부로부터 외부측으로 고압의 공기 또는 세정액을 분출하여 상기 다수의 집수공(341)을 통해 분사시키어 하상여과층을 세정하고, 상기 보조세정관(360)은 상기 분기집수관(340)의 외부에서 고압의 공기 또는 세정액을 분출하여 하상의 충적층을 세정하는 것이다.

이와 같이 수평집수관의 구조를 이중으로 세정 가능하게 개선하여, 하상의 충적층을 세정하여 집수효율을 상승시킬 수 있다.

이는 하상의 층적층에 끼여지는 슬러지 등의 이물질과 수평집수관 벽의 스케일(scale)과 같은 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 수평집수관 주위의 토양입자 교란을 통하여 토양입자가 재배열되도록 함으로써 장기간의 양수로 인한 양수량 부족을 복원하고, 미립분 제거와 동시에 공극률을 증가시키며 유로를 확충하여 양수량을 증가시킬 수도 있다.

이때, 상기 세정공(353)(361)은, 상기 세정연통관(352) 또는 상기 보조세정관(360)의 저면에 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기와 같이 상기 세정공(353)(361)을 저면에 형성함으로써, 송풍이 중단되어도 세정공급관(351)과 세정연통관(352) 및 보조세정관(360)에 공기가 차있는 상태가 되고 수평집수관(330)으로 집수되는 과정이 이루어지며, 세정시에 압축 공기를 주입하면 세정공급관(351)과 세정연통관(352) 및 보조세정관(360)의 전체에 압축공기가 곧바로 가해지므로써 세정공(353)(361)을 통해 압축공기가 분출되어 세정기능을 수행할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 집수정 구조를 나타낸 도면.

도 3은 종래의 수평집수관을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 세정설비를 가지는 하상여과공법 집수시스템의 전체적인 구조를 나타낸 측단면도.

도 5는 본 발명에 따른 수평집수관을 상세히 나타낸 사시도.

도 6은 도 5의 정단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300 : 집수정 310 : 양수장치

311 : 도수관 320 : 세정장치

321 : 주입관 330 : 수평집수관

340 : 분기집수관 341 : 집수공

351 : 세정공

360 : 보조세정관 361 : 세정공

370 : 지지프레임 371, 372 : 고정수단

Claims

하상 바닥을 개착하여 설치되는 수평집수관(330); 하상의 충적층을 통과하여 수질이 개선된 하천수를 상기 수평집수관(330)을 통하여 양수하여 지상으로 전송하는 집수정(300); 및 상기 집수정(300)의 상부에 설치되어 상기 수평집수관(330)을 세정하는 세정장치(320)를 구비하는 하상여과 공법을 이용한 집수시스템에 있어서,

상기 수평집수관(330)과 교차되는 양측방향으로 연장되게 연결하면서 표면에 다수의 집수공(341)이 형성된 분기집수관(340)을 일정간격을 두고 구비함과,

상기 수평집수관(330)의 내부에 길이방향을 따라 주입관(321)과 연결되는 세정공급관(351)을 구비함과,

상기 각 분기집수관(340)의 내부에 길이방향으로 내입되어지면서 세정공급관(351)에 연결되고 표면에 다수의 세정공(353)이 형성되는 세정연통관(352)을 구비한 것을 특징으로 하는 하상여과공법 집수시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 수평집수관(330)의 하부에 일정간격을 두고 교차되게 지지프레임(370)을 구비하고, 이 지지프레임(370)에 수평집수관(330)과 그 양측으로 주입관(321)과 연결되는 하나 이상의 보조세정관(360)을 위치시키어 고정수단(371,372)으로 고정하여 구성한 것을 특징으로 하는 하상여과공법 집수시스템.
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