KR101621956B1 - 이젝터 개량형 중력식 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수설비에서 사용하는 중력식 여과장치에 관한 것으로서, 진공배출관의 구성을 개량하여 역세과정에서 배출관과 연결된 사이폰(Siphon) 내의 공기를 메인 또는 보조진공배출관으로 신속하게 배출토록 하여 역세 시간을 단축하면서도 효과적인 역세 작업이 이루어질 수 있도록 한 이젝터 개량형 중력식 여과장치를 제공코자 하는 것이다.
본 발명은 여과수저장조의 아래쪽으로 원수공급조와, 여과재층과, 집수조가 마련되며, 상기 여과수저장조와 집수조는 통기관으로 상호 연결하여 여과수가 이동되게 하고, 상기 여과수집수조 또는 여과수저장조에는 여과수배출관을 배관하고, 상기 원수공급조에는 상기 세척수배출관을 배관하며, 세척수배출관에는 여과수저장조의 수위보다 높게 사이폰을 설치하고, 역세척시 여과수저장조에서 배출되는 여과수를 이용하여 사이폰을 진공시켜 사이폰으로 역세척수를 배출하는 공기배출수단을 포함하는 중력식 여과장치에 있어서; 상기 공기배출수단은 사이폰의 선단에서 공기를 흡입하는 메인진공배출관과, 사이폰의 상단에서 공기를 흡입하는 보조진공배출관을 메인진공배출관에 이젝터 원리가 적용되는 상부 이젝터연결구로 연결하고, 메인진공배출관의 중하단으로는 여과수저장조의 하부와 배관되며 중도에 제어밸브가 구비된 진공수배출관을 하부 이젝터연결구로 배관하도록 구성하여, 진공수배출관으로 여과수가 배출될 때 메인진공배출관 내의 공기를 흡입하여 사이폰을 1차 진공하고, 메인진공배출관으로 역세척수가 배출될 때 보조진공배출관 및 사이폰 내의 공기를 흡입하여 사이폰을 2차 진공토록 한 것이다.

Description

이젝터 개량형 중력식 여과장치{Ejector improved model gravity type filtering equipment}

본 발명은 정수설비에서 사용하는 중력식 여과장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 진공배출관의 구성을 개량하여 역세과정에서 배출관과 연결된 사이폰(Siphon) 내의 공기를 메인 또는 보조진공배출관으로 신속하게 배출토록 하여 역세 시간을 단축하면서도 효과적인 역세 작업이 이루어질 수 있도록 한 이젝터 개량형 중력식 여과장치를 제공코자 하는 것이다.

정수설비에서 다양한 구성의 여과장치가 제공되고 있으며, 대표적인 예로는 중력식 여과장치가 사용되고 있다.

중력식 여과장치의 종래 기술로는 대한민국 실용신안공보(Y1)공고번호20-1983-0002427호(1983.11.09.)의 자동 여과식 역세척장치가 제안되고 있으며, 이의 구성은 사이폰 구성의 역세척관의 하단에 헤드탱크와 배관된 연결관으로 설치하여 헤드탱크의 수위 상승시 연결관으로 물이 공급될 때 역세척관으로 역세척수가 배출될 수 있도록 하고 있다.

또한 근자에 널리 사용되고 있는 중력식 여과장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 하부에 집수조(2)가 설치되며, 집수조(2)의 상측으로 여과재층(3)이 일정두께를 가지도록 설치되고, 여과재층(3)의 상측으로는 원수공급관(4)이 배관되어 원수가 지속적으로 공급되는 원수공급조(5)가 설치되며, 원수공급조(5)를 구성하는 상부패널(5a)은 중간 부분이 높은 만곡형으로 구성되며, 원수공급조(5)에는 상으로는 상부가 개방되며 저장된 여과수를 배출하는 방수구(6)가 배관 설치된 구성의 여과수저장조(7)가 설치되며, 집수조(2)와 여과수저장조(7) 사이에는 상기 여과재층(3)과 원수공급조(5)를 가로질러 수직으로 세워지는 통기관(8)이 복수로 설치되며, 만곡형의 상부패널(5a) 중앙에는 역세척수를 외부로 배출하도록 역세척수배출관(9)이 배관되며, 역세척수배출관(9)의 상단에는 여과수저장조(7)의 수위보다 높은 위치를 갖도록 사이폰(11)을 배관 설치하되, 상기 사이폰(11)에는 역세척시 사이폰(11) 내의 공기를 강제 배출하는 공기배출수단(12)을 마련한 구성을 제공하고 있다. 이때 사이폰(11)의 배출측 하단은 역세척수집수조(10)에 침지상태가 되도록 구성한다.

상기한 공기배출수단(12)의 경우 역세척수배출관(9)의 내부에 상단이 사이폰(11)의 선단에 위치하도록 메인진공배출관(13)을 설치하고, 메인진공배출관(13)의 상단에는 사이폰(11)의 상단과 연결되는 보조진공배출관(14)을 연결하며, 메인진공배출관(13)의 중하단에는 여과수저장조(7)에 배관된 진공수배출관(15)을 배관하며, 메인진공배출관(13)의 하단에는 진공용 이젝터(16)를 설치한 구성을 제공하고 있다.

이와 같은 구성의 경우 진공수배출관(15)을 통해 배출되는 진공수가 진공용 이젝터(16)를 통해 배출되면서 메인진공배출관(13) 내의 공기를 신속하게 배출해야 하는데, 도시된 바와 같이 사이폰(11)의 상간과 연결되어 있는 보조진공배출관(14)이 진공용 이젝터(16)와 연결된 구성으로, 사이폰(11) 내부의 공기를 흡입하여 진공시키는데 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 있었던 것으로, 업계에서는 이와 같은 문제점을 일소할 수 있는 신규한 규성의 공기배출수단(12)이 요구되고 있는 실정이었다.

KR 2019830002427 Y1 1983.11.09.

이에 본 발명자는 상기와 같은 종래 중력식 여과장치에서 사이폰 내의 진공시간 정체로 역세척 시간이 길어지는 등의 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 사이폰의 선단에서 흡입하는 메인진공배출관과, 사이폰의 상단에 흡입하는 보조진공배출관을 메인진공배출관에 이젝터 원리가 적용되는 상부 이젝터연결구로 연결하고, 메인진공배출관의 중하단으로는 여과수저장조의 하부와 배관되며 중도에 제어밸브가 구비된 진공수배출관을 하부 이젝터연결구로 배관하여 진공수배출관으로 여과수가 배출될 때 메인진공배출관 내의 공기를 흡입하여 사이폰을 1차 진공하고, 메인진공배출관으로 역세척수가 배출될 때 보조진공배출관 및 사이폰 내의 공기를 흡입하여 사이폰을 2차 진공토록 함으로 해서 역세척수배출관과 연결된 사이폰(Siphon) 내의 공기를 단시간에 외부로 배출하여 역세척수의 배출이 단시간에 이루어져 역세척 시간을 단축하면서도 효과적인 역세척 작업이 이루어질 수 있도록 한 이젝터 개량형 중력식 여과장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 여과수저장조의 아래쪽으로 원수공급조와, 여과재층과, 여과수집수조가 마련되며, 상기 여과수저장조와 여과수집수조는 통기관으로 상호 연결하여 여과수가 이동되게 하고, 상기 여과수집수조 또는 여과수저장조에는 여과수배출관을 배관하고, 상기 원수공급조에는 상기 세척수배출관을 배관하며, 세척수배출관에는 여과수저장조의 수위보다 높게 사이폰을 설치하고, 역세척시 여과수저장조에서 배출되는 진공수를 이용하여 사이폰을 진공시켜 사이폰으로 역세척수를 배출하는 공기배출수단을 포함하는 중력식 여과장치에 있어서; 상기 공기배출수단은 사이폰의 선단에서 공기를 흡입하는 메인진공배출관과, 사이폰의 상단에서 공기를 흡입하는 보조진공배출관을 메인진공배출관에 이젝터 원리가 적용되는 상부 이젝터연결구로 연결하고, 메인진공배출관의 중하단으로는 여과수저장조의 하부와 배관되며 중도에 제어밸브가 구비된 진공수배출관을 하부 이젝터연결구로 배관하도록 구성하여, 진공수배출관으로 여과수가 배출될 때 메인진공배출관 내의 공기를 흡입하여 사이폰을 1차 진공하고, 메인진공배출관으로 역세척수가 배출될 때 보조진공배출관 및 사이폰 내의 공기를 흡입하여 사이폰을 2차 진공토록 하였다.

또한 상기 진공수배출관은 여과수저장조에서 하향 경사지게 배관하여 수압을 높일 수 있도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치를 사용할 경우 여과재층의 오염으로 인해 여과재층을 역세정코자 할 때 진공수배출관을 통해 여과수가 배출될 때 이젝터연결구와 연결된 메인진공배출관 및 사이폰의 선단 부분이 1차 진공되고, 이어서 메인진공배출관으로 역세척수의 일부가 배출될 때 보조진공배출관을 통해 사이폰 내의 공기가 흡입되면서 2차 진공이 발생하여 사이폰으로 신속하게 세척수 배출이 이루어질 수 있도록 한 것으로, 종래 30분 이상 걸리는 진공 시간을 5분 이내로 신속하게 제공할 수 있어 역세척 시간을 대폭 단축할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서는 방수구(outlet)의 입구가 여과수저장조의 수면에 근접하도록 설치되므로 여과수저장조의 여과수 정체 현상을 방지하므로, 옥외에 본 발명을 설치하더라도 여과수에 녹조등의 발생을 예방할 수 있고, 녹조 등에 의해 역세척시 여과재층이 2차 오염되어 기능성을 상실하는 등의 문제점을 일소할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 일반적으로 사용하는 중력식 여과장치의 예를 보인 단면 구성도
도 2는 본 발명에서 제공하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치의 바람직한 일 실시례를 보인 단면 구성도
도 3은 본 발명에서 제공하는 상부 및 하부 이젝터연결구의 작동을 보인 단면도
도 4는 본 발명에서 진공수배출관의 구성을 달리한 상태 구성도

이하 본 발명에서 제공하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치의 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 2는 본 발명에서 제공하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치의 바람직한 일 실시례를 보인 단면 구성도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 적용된 이젝터연결구의 구성을 보인 확대 단면도를 도시한 것이다. 단 종래와 동일 부재의 경우 본 발명의 이해를 돕기 위해 동일부호를 적용키로 한다.

본 발명에서 제공하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치(1)는 도시된 바와 같이 하부에 집수조(2)가 설치되며, 집수조(2)의 상측으로 여과재층(3)이 일정두께를 가지도록 설치된다.

여과재층(3)의 상측으로는 원수공급관(4)이 배관되어 원수가 지속적으로 공급되는 원수공급조(5)를 설치한다. 원수공급조(5)를 구성하는 상부패널(5a)은 중간 부분이 높은 만곡형으로 구성되며, 상부패널(5a)은 후술할 여과수저장조(7)의 바닥 기능을 겸하게 된다.

원수공급조(5)의 상측으로는 상부가 개방되며 저장된 여과수를 배출하는 방수구(6)가 배관설치된 구성으로 여과수저장조(7)가 설치된다.

집수조(2)와 여과수저장조(7) 사이에는 상기 여과재층(3)과 원수공급조(5)에 수직으로 세워지는 통기관(8)이 복수로 설치되며, 통기관(8)은 집수조(2)의 여과수를 상부의 여과수저장조(7)로 이동시키게 된다.

만곡형의 상부패널(5a) 중앙에는 역세척수를 외부로 배출하는 역세척수배출관(9)이 배관되며, 역세척수배출관(9)의 상단에는 여과수저장조(7)의 수위보다 높은 위치를 갖도록 사이폰(11)을 배관 설치한다. 사이폰(11)의 배출측 하단이 역세척수집수조(10)에 침지상태가 되도록 구성한다.

상기 사이폰(11)은 평상시 원수를 여과할 때는 원수공급조(5)의 원수가 배출되지 않으며, 역세척을 할 때 원수공급조(5) 내의 원수 및 집수조(2)에서 원수공급조(5)로 역류하는 세척수를 함께 배출하는 기능성을 제공하게 된다.

상기 사이폰(11)에는 역세척시 사이폰(11) 내의 공기를 강제 배출하는 공기배출수단(12)이 마련한다.

상기와 같은 구성의 중력식 여과장치(1)는 일반적으로 널리 사용되고 있는 공지 기술이다.

본 발명에서는 상기와 같이 구성되는 중력식 여과장치(1)를 구성함에 있어서, 첫째 공기배출수단(12)의 구성을 개량하여 사이폰(11) 내부 공기를 신속히 배출함으로 해서 역세척수의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 하여, 역세척을 단시간에 진행할 수 있게 하였으며, 둘째 여과수저장조(7)에 저장되는 여과수를 외부로 배출하는 방수구(6) 구성을 개량하여 특히 하절기 여과수저장조(7)에서 여과수가 정체되어 녹조 현상이 발생하는 등의 문제점을 일소토록 하였다.

사이폰(11) 내부 공기를 신속하게 배출할 수 있도록 하는 본 발명의 공기배출수단(12)은, 수직으로 배관된 메인진공배출관(13)의 상단부에 ㅓ형의 상부 이젝터연결구(17)를 결합하고, 상부 이젝터연결구(17)의 수평결합부 쪽으로는 역세척수배출관(9)과 연결되는 사이폰(11)의 선단에 배관된 수평배출관(13a)을 배관하고, 상부 이젝터연결부(17)의 수직결합부 쪽으로는 상기 사이폰(11)의 상단에 배관되며 메인진공배출관(13)의 직경보다 작은 직경으로 구성된 보조진공배출관(14)을 수직으로 배관한다.

그리고 상기 메인진공배출관(13)의 중하단에는 ㅓ형의 하부 이젝터연결구(18)를 결합하되, 하부 이젝터연결구(18)의 수평결합부에는 여과수저장조(7)의 하부와 배관되며 중도에 제어밸브(15a)가 구비되고, 메인진공배출관(13)과 동일한 직경의 진공수배출관(15)을 배관한다.

상기 상부 이젝터연결구(17)와 하부 이젝터연결구(18)는 도 3에 도시된 바와 같이 진공수배출관(15) 혹은 수평배출관(13a)을 통해서 배출되는 유체가 메인진공배출관(13)에 도달하여 낙하할 때 교차 부분에 순간적인 흡입실(19)이 형성되면서 수직측의 공기를 강제 흡입하면서 낙하되므로 수직측으로 연결되어 있는 관체 내의 공기가 배출되어 진공 상태를 제공하게 되는 것이다.

따라서 진공수배출관(15)으로 여과수가 배출될 때 메인진공배출관(13) 내의 공기를 흡입하여 사이폰(11)을 선단을 1차 진공하여 역세척수배출관(9)의 수위를 상승시키고, 수평배출관(13a)까지 높아진 역세척수가 수평배출관(13a)을 통해 메인진공배출관(13)으로 배출될 때 사이폰(11)의 상단과 연결되는 보조진공배출관(14)을 통해 사이폰(11) 내의 공기를 흡입하여 사이폰(11)을 2차 진공하면 역세척수가 사이폰(11)을 월류하여 배출되는 것이다.

그리고 여과수저장조(7)에 저장되는 여과수를 외부로 배출하는 방수구(6) 구성은 방수구(6)의 입구를 여과수저장조(7)에 저장된 여과수의 수면과 근접하도록 설치한다.

이러한 구성은 집수조(2)에서 통기관(8)을 통해 여과수저장조(7)의 바닥으로 여과수가 공급되어 여과수저장조(7)에 여과수가 정체 없이 상주에 위치하는 방수구(6)를 통해 배출되는 것으로, 특히 하절기 여과수저장조(7) 내에 여과수가 정체됨으로 해서 발생할 수 있는 녹조현상을 예방할 수 있어 역세척시 여과재층(3)이 오염되는 등의 문제점을 일소 할 수 있게 되는 것이다.

도 4는 본 발명에서 진공수배출관의 구성을 달리한 상태 구성도를 도시한 것이다.

도 4에 의하면 상기 진공수배출관(15)은 여과수저장조(7)에서 하향 경사지게 배관하여 메인진공배출관(13)의 하단에 연결될 수 있도록 한 것이다. 이와 같이 진공수배출관(15)을 배관할 때 여과수저장조(7)와 연결된 상태에서 여과수를 진공수로 사용하는데, 여과수저장조(7)의 수면과 진공수배출관(15)의 하단 천고가 높아지게 되어 보다 강한 수압을 지공할 수 있으며, 그로 인해 메인진공배출관(13)의 진공 속도를 더 향상시킬 수 있게 되어 역세척 시간을 단축할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서 제공하는 상부 및 하부 이젝터연결구(17)(18)는 공지의 이젝터 구성을 적용한 것으로, 상기에서 언급한 바와 같이 하부 이젝터연결구(18)는 제1유체가 여과수저장조(7)에서 배출되는 진공수이고, 제2유체가 사이폰(11)의 선단 및 사이폰(11)의 상단에서 배출되는 공기이며, 상부 이젝터연결구(17)는 제1유체가 사이폰(11)의 선단에서 월류하는 역세척수이며, 제2유체가 사이폰(11)의 상단에서 배출되는 공기이다.

도면 중 미설명 부호 20은 여과수저장조(7) 내에 설치되어 여과수의 저수위를 감지하는 수위감지 센서를 도시한 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

종래기술
1:중력식 여과장치 2:집수조
3:여과재층 4:원수공급관
5:원수공급조 5a:상부패널
6:방수구 7:여과수저장조
8:통기관 9:역세척수배출관
10:역세척수집수조 11:사이폰
12:공기배출수단 13:메인진공배출관
14:보조진공배출관 15:진공수배출관
15a:제어밸브 16:진공용 이젝터
본 발명
13a:수평배출관 17:상부 이젝터연결구
18:하부 이젝터연결구 19:흡입실

Claims (2)

1. 여과수저장조(7)의 아래쪽으로 원수공급조(5)와, 여과재층(3)과, 집수조(2)가 마련되며, 상기 여과수저장조(7)와 집수조(2)는 통기관(8)으로 상호 연결하여 여과수가 이동되게 하고, 상기 집수조(2) 또는 여과수저장조(7)에는 진공수배출관(15)을 배관하고, 상기 원수공급조(5)에는 세척수배출관을 배관하며, 세척수배출관에는 여과수저장조(7)의 수위보다 높게 사이폰(11)을 설치하고, 역세척시 여과수저장조(7)에서 배출되는 여과수를 이용하여 사이폰(11)을 진공시켜 사이폰(11)으로 역세척수를 배출하는 공기배출수단(12)을 포함하는 중력식 여과장치(1)에 있어서;
   상기 공기배출수단(12)은 사이폰(11)의 선단에서 공기를 흡입하는 메인진공배출관(13)과, 사이폰(11)의 상단에서 공기를 흡입하는 보조진공배출관(14)을 메인진공배출관(13)에 이젝터 원리가 적용되는 상부 이젝터연결구(17)로 연결하고,
   메인진공배출관(13)의 중하단으로는 여과수저장조(7)의 하부와 배관되며 중도에 제어밸브(15a)가 구비된 진공수배출관(15)을 하부 이젝터연결구(18)로 배관하도록 구성하여,
   진공수배출관(15)으로 여과수가 배출될 때 메인진공배출관(13) 내의 공기를 흡입하여 사이폰(11)을 1차 진공하고, 메인진공배출관(13)으로 역세척수가 배출될 때 보조진공배출관(14) 및 사이폰(11) 내의 공기를 흡입하여 사이폰(11)을 2차 진공토록 한 것을 특징으로 하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 진공수배출관(15)은 여과수저장조(7)에서 하향 경사지게 배관하여 수압을 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 이젝터 개량형 중력식 여과장치.

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