KR102141218B1 - 여과지의 각도조절식 표면세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과지의 각도조절식 표면세척장치에 관한 것으로, 그 목적은 여재층의 구조나 상태에 따라 노즐의 분사각을 조절하여 사구역이 형성되는 것을 감소시킬 수 있도록 한 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 여재층의 표면으로 물을 분사하기 위한 노즐을 포함하는 표세 헤더관; 및 급수원과 표세 헤더관을 연결하여 표세 헤더관으로 물을 공급하는 표세 분배관으로 이루어진 표면세척장치에 있어서, 상기 표세 헤더관은, 상기 여재층이 구성된 여과지에 고정되게 설치된 고정관; 상기 고정관에 연속되며, 관의 중심축선을 중심으로 회전하면서 노즐의 분사각을 조절하도록 회전 가능한 구조로 고정관에 연속되게 설치된 회전관; 상기 회전관을 회전 가능한 구조로 고정관에 연결하는 연결수단; 및 상기 고정관과 회전관의 사이에 구성되어 회전관의 회전 시 고정관으로부터 회전관으로 유입되는 물의 유량을 조절하는 조절수단;을 포함하는 것으로 이루어지되, 상기 조절수단은, 고정관의 단부 내측에 고정되게 설치되며, 제1유로가 형성된 것으로 이루어진 고정형 조절판; 및 상기 고정형 조절판에 마주하여 밀착되도록 회전관의 단부 내측에 고정되게 설치되며, 상기 제1유로에 연결되는 제2유로를 포함하는 회전형 조절판;으로 이루어지며, 상기 제2유로는 회전관의 회전 시 제1유로와 겹쳐지는 부분이 변경되면서 유량의 변화를 유도하도록 제1유로와 다른 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공한다.

Description

여과지의 각도조절식 표면세척장치{Adjustable surface washer for filter basin}

본 발명은 여과사로 이루어진 여재층의 상부에서 고압으로 물을 분사하여 여과사를 세척하는 여과지의 표면세척장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여재층으로 물을 분사하는 노즐이 마련된 표세 헤더관의 회전을 통해 물의 분사각을 조절할 수 있도록 이루어진 여과지의 각도조절식 표면세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장은 식수원으로부터 원수를 공급받아 음용에 적합하도록 정수하는 시설로, 원수에 포함된 이물질을 물리적으로 침전시키는 착수정과, 착수정에서 처리된 원수를 수처리 약품과 혼화시키는 혼화지와, 혼화지에서 수처리 약품과 화합된 원수에서 응집된 플록을 형성시키는 응집지와, 응집지에서 형성된 플록(floc)을 중력으로 자연 침강시켜 침전시키는 침전지와, 침전지에서 플록이 제거된 원수를 제공받아 여과시키는 여과지와, 여과지에서 여과된 원수에 염소 등의 소독약품을 투입시켜 최종 정수시킨 후 수용가로 공급하는 정수지 등이 포함된다.

한편, 상기 침전지로부터 여과지로 유입되는 원수는 여과지의 상부로 유입된 후, 활성탄, 여과사 등으로 이루어진 여재층을 통과하고, 여과지의 하부에 설치된 하부집수장치를 통해 집수된 후 정수지로 이송된다.

이처럼 여과지로 유입된 원수가 여재층을 통과하면서 여과되는 과정이 반복됨에 따라 여재층에는 원수로부터 분리되는 현탁물질이 누적되며, 이로 인해 여재층이 폐색되면서 여과 효율이 저하되는 현상이 발생되므로, 여과지에는 여재층에 누적된 현탁물질을 제거하기 위한 표면세척장치가 마련되어 주기적인 세척이 이루어질 수 있도록 구성되고 있다.

한편, 종래 사용되고 있는 일반적인 표면세척장치는 수평한 자세로 고정되게 설치된 배관의 하부에 노즐이 설치되어 지정된 위치로 물을 분사하면서 여재층의 세척이 이루어지도록 구성되어 있다.

이와 같은 표면세척장치의 경우, 물이 분사되지 않는 사구역이 형성됨에 따라 여과층의 균일한 세척이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 고려하여 종래의 일부 표면세척장치는 노즐이 설치된 배관의 회전동작을 통해 노즐이 원형궤적을 따라 이동하면서 물을 분사하도록 구성되고 있다.

이와 같은 회전식 표면세척장치는 노즐이 이동하면서 물을 분사하게 되므로 사구역이 형성되는 것을 감소시킬 수 있으나, 노즐은 항상 정해진 궤적을 따라 이동하게 되므로, 사구역이 형성되는 것을 완전히 방지할 수 없으며, 노즐이 설치된 배관의 회전을 위한 동력장치의 사용이 요구됨에 따라 초기 시설비용 및 유지관리비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

등록실용신안공보 제20-0335957호(2003.12.11.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 여재층의 구조나 상태에 따라 노즐의 분사각을 조절하고 선회류를 형성하도록 하여 사구역이 형성되는 것을 감소시킬 수 있도록 한 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 노즐의 분사각에 따른 유량을 조절을 통해 여재층으로 분사되는 물의 수압이 자동으로 조절되도록 한 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 노즐의 분사각을 일정 단위로 정확하게 조절할 수 있도록 한 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 여과지의 운전이나 역세과정에서 여재층으로부터 분리된 후 노즐의 구멍을 통해 표세 헤더관으로 유입된 노폐물이 표세 헤더관에 잔류하지 않고 배출될 수 있도록 한 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 여과사로 이루어진 여재층의 상부에 위치하며 여재층의 표면으로 물을 분사하기 위한 노즐을 포함하는 표세 헤더관; 및 급수원과 표세 헤더관을 연결하여 표세 헤더관으로 물을 공급하는 표세 분배관으로 이루어진 표면세척장치에 있어서, 상기 표세 헤더관은, 상기 여재층이 구성된 여과지에 고정되게 설치된 고정관; 상기 고정관에 연속되며, 관의 중심축선을 중심으로 회전하면서 노즐의 분사각을 조절하도록 회전 가능한 구조로 고정관에 연속되게 설치된 회전관; 상기 회전관을 회전 가능한 구조로 고정관에 연결하는 연결수단; 및 상기 고정관과 회전관의 사이에 구성되어 회전관의 회전 시 고정관으로부터 회전관으로 유입되는 물의 유량을 조절하는 조절수단;을 포함하는 것으로 이루어지되, 상기 조절수단은, 고정관의 단부 내측에 고정되게 설치되며, 물이 유동하는 제1유로가 형성된 것으로 이루어진 고정형 조절판; 및 상기 고정형 조절판에 마주하여 밀착되도록 회전관의 단부 내측에 고정되게 설치되며, 상기 제1유로에 연결되는 제2유로를 포함하는 회전형 조절판;으로 이루어지며, 상기 제2유로는 회전관의 회전 시 제1유로와 겹쳐지는 부분이 변경되면서 유량의 변화를 유도하도록 제1유로와 다른 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치를 제공한다.

한편 상기 여과지의 각도조절식 표면세척장치에 있어서, 상기 노즐은, 노즐본체와 노즐팁이 분할 구성되어 노즐팁의 분해와 조립이 가능하도록 이루어지며, 노즐을 통해 물이 분사되는 과정에서 물이 선회류를 형성하도록 하는 하나 이상의 빗살홈이 노즐팁의 내면에 더 형성될 수 있다.

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한편 상기 여과지의 각도조절식 표면세척장치에 있어서, 상기 제1유로는, 고정형 조절판의 중앙부에 형성된 제1고정유로와, 상기 제1고정유로를 중심으로 원형의 배열구조로 형성된 제1가변유로로 구성되고, 상기 제2유로는, 회전형 조절판의 중앙부에 형성되며 제1고정유로와 동일한 형상 및 크기로 형성되어 회전형 조절판의 회전동작에 상관없이 항상 제1고정유로에 일치하는 제2고정유로와, 상기 제2고정유로를 중심으로 원형의 배열구조로 형성되며 회전형 조절판의 회전동작에 의해 제1가변유로와 겹쳐지는 면적이 변화되게 형성된 제2가변유로로 구성될 수 있다.

한편 상기 여과지의 각도조절식 표면세척장치에 있어서, 상기 연결수단은, 상기 고정관의 단부 외측에 고정되게 설치된 고정 플랜지; 상기 회전관의 외측에서 회전관의 길이방향으로 이동하면서 상기 고정 플랜지와 마주하도록 회전관의 단부 외측에 결합된 이동 플랜지; 상기 고정 플랜지와 이동 플랜지를 관통하여 너트와 체결되면서 고정 플랜지와 이동 플랜지를 결속하는 다수의 고정볼트; 상기 고정 플랜지와 이동 플랜지의 사이에 위치하도록 회전관의 단부를 외측 방향으로 절곡 가공한 형태로 구성되어 고정 플랜지와 이동 플랜지의 사이에서 가압되면서 고정되는 고정단부; 상기 고정단부와 마주하는 이동 플랜지의 측면 상에서 회전관의 원주방향으로 서로 일정 각도 이격되게 형성된 다수의 각도조절홈; 및 상기 고정단부로부터 이동 플랜지의 측면 방향으로 돌출되게 형성되어 다수의 각도조절홈 중 어느 한 각도조절홈으로 삽입되는 각도고정돌기;로 구성될 수 있다.

한편 상기 여과지의 각도조절식 표면세척장치에 있어서, 상기 다수의 각도조절홈과 동일한 각도로 서로 이격된 구조를 갖도록 이동 플랜지에 형성된 다수의 눈금으로 이루어진 각도 표시판; 및 상기 회전관의 자세에 대응하여 각도 표시판의 눈금 중 어느 한 눈금에 일치하도록 회전관의 외면에 형성된 각도 표식;을 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 표세 헤더관을 구성하는 회전관을 여재층의 상태 또는 여과지의 구조에 따라 회전시키면서 노즐의 분사각을 변화시킴으로써, 여재층에 사구역이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

또한, 회전관의 회전을 통해 노즐의 분사각을 조절하는 과정에서 회전관의 유입측 유로면적이 함께 변화되면서 회전관으로 유입되는 유량이 변화되고, 이러한 유량의 변화로 인하여 노즐의 수압이 노즐과 여재층의 거리에 비례하여 증감하도록 이루어짐으로써 분사각의 변경으로 인해 세척효율이 저하되는 것을 방지할 수 있고 노즐에서 발생되는 선회류로 여층에 강한 물줄기를 형성하여 세척효율을 높일 수 있다 .

또한, 각도조절홈과 각도고정돌기를 이용하여 회전관을 일정한 각도 단위로 회전시킬 수 있으므로, 설계시 목적으로 하는 각도로 각각 회전관을 정확하게 회전시킬 수 있다.

또한, 여과지의 운전이나 역세 과정에서 노즐을 통해 표세 헤더관으로 유입된 노폐물은 고정관의 하단부에 고정되게 설치된 노즐을 통해 자연적으로 배출됨으로써, 표세 헤더관으로 유입된 노폐물이 표세 헤더관 내부에서 고착됨으로 인해 발생되는 문제를 예방할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면세척장치가 적용된 여과지의 평면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면세척장치가 적용된 또 다른 여과지의 평면도,
도 3 은 A-A` 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 고정관과 회전관이 연결수단에 의해 결합된 상태를 보인 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 고정관과 회전관이 연결수단에 의해 결합된 상태를 보인 단면도,
도 6 은 본 발명에 따른 연결수단과 조절수단의 구조를 보인 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 각도 표시판 및 표식이 표세 헤더관에 형성된 상태를 보인 사시도,
도 8 은 본 발명에 회전관의 회전동작에 의해 유로의 개구(156)면적이 변화된 상태를 보인 예시도,
도 9 는 표세 헤더관으로 유입된 노폐물이 고정관의 하부에 설치된 노즐을 통해 배출되는 개념을 보인 예시도,
도 10 은 본 발명에 따른 노즐의 구조를 보인 분해 사시도,
도 11 은 본 발명에 따른 노즐팁(153)의 내부구조를 보인 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면세척장치가 적용된 여과지의 평면도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면세척장치가 적용된 또 다른 여과지의 평면도를, 도 3은 A-A` 단면도를, 도 4는 본 발명에 따른 고정관과 회전관이 연결수단에 의해 결합된 상태를 보인 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 고정관과 회전관이 연결수단에 의해 결합된 상태를 보인 단면도를, 도 6은 본 발명에 따른 연결수단과 조절수단의 구조를 보인 사시도를, 도 7은 본 발명에 따른 각도 표시판 및 표식이 표세 헤더관에 형성된 상태를 보인 사시도를, 도 8은 본 발명에 회전관의 회전동작에 의해 유로의 개구(156)면적이 변화된 상태를 보인 예시도를, 도 9는 표세 헤더관으로 유입된 노폐물이 고정관의 하부에 설치된 노즐을 통해 배출되는 개념을 보인 예시도를, 도 10은 본 발명에 따른 노즐의 구조를 보인 분해 사시도를, 도 11은 본 발명에 따른 노즐팁의 내부구조를 보인 사시도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 여과지의 각도조절식 표면세척장치는 표세 헤더관(100)과 표세 분배관(200)으로 이루어지며, 상기 표세 헤더관(100)은 여과사로 이루어진 여재층(10)의 상부에 위치하도록 여과지의 상부에 설치되어 여재층(10)으로 물을 분사하면서 여재층(10)을 구성하는 여과사의 세척을 실시하도록 구성되고, 상기 표세 분배관(200)은 외부의 급수원과 표세 분배관(200)을 연결하도록 설치되어 급수원으로부터 공급되는 물을 표세 헤더관(100)으로 공급하도록 구성되며, 이러한 표세 헤더관(100)과 표세 분배관(200)의 기본적인 구성은 일반적으로 널리 사용되고 있는 표면세척장치와 동일하게 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표세 헤더관(100)은 고정관(110)과 회전관(120)과 연결수단(130) 및 조절수단(140)으로 구성되어 여재층(10)의 표면으로 분사되는 물의 각도 및 압력을 상황에 따라 변화시킬 수 있도록 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 고정관(110)은 여과지에 고정되게 설치되어 표세 분배관(200)과 연결되거나 회전관(120)과 연결되어 회전관(120)의 회전을 지지하도록 이루어진다.

이러한 고정관(110)은 여과지의 구조에 대응하여 표세 헤더관(100)이 굽어지게 형성되어야 하는 부분 또는 노즐의 분사각 조절이 요구되지 않는 부분 또는 표세 분배관(200)과의 연결로 인해 회전이 불가능한 부분을 구성하며, 엘보형/티형/크로스티형/일자형 등 다양한 형상의 배관으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 고정관(110)의 하단부에는 여재층(10)으로 물을 분사하기 위한 노즐(150)이 설치되며, 상기 노즐(150)은 고정관(110)으로부터 하부로 분기된 지관(151)의 끝단에 설치되어 여재층(10)으로 물을 분사하도록 이루어진다.

한편, 상기 고정관(110)의 하단부에 설치된 노즐(150)은 회전관(120)의 회전과 무관하게 항상 고정관(110)의 가장 낮은 곳에 위치하게 되므로, 여과지의 운전이나 역세과정에서 표세 헤더관(100)으로 유입된 노폐물의 배출을 유도하는 드레인 역할을 하게 된다.

즉, 회전관(120)의 회전동작에 의해 노즐(150)이 수직이 아닌 기울어진 자세로 전환된 경우, 회전관(120)으로부터 분기되는 지관(151)의 입구가 회전관(120)의 가장 아래쪽에 위치하지 못하는 관계로 회전관(120)으로 유입된 노폐물의 자연적인 배출이 어려운 반면, 상기 고정관(110)에 설치된 노즐(150)은 항상 고정관(110)의 가장 낮은 곳에 위치하게 되므로, 표세 헤더관(100)으로 유입된 노폐물의 배출을 유도할 수 있다.

상기 회전관(120)은 고정관(110)에 연속되게 설치되어 고정관(110)과 함께 표세 헤더관(100)을 구성하도록 이루어지되, 회전관(120)의 중심축선(S)을 중심으로 회전하면서 노즐(150)의 분사각을 조절할 수 있도록 이루어진다.

이러한 회전관(120)은 일자형의 배관으로 이루어지며, 양단이 연결수단(130)에 의해 고정관(110)에 결속되어 고정관(110)에 의해 지지된 채로 중심축선(S)을 중심으로 회전이 가능하도록 구성된다.

물론, 상기 회전관(120)의 하단부에도 여재층(10)으로 물을 분사하기 위한 하나 이상의 지관(151) 및 노즐(150)이 설치된다.

한편, 도 1에는 여과지의 가장자리를 따라 연장되도록 다수의 고정관(110)과 다수의 회전관(120)으로 이루어진 표세 헤더관(100)의 구조가 도시되어 있고, 도 2에는 여과지의 가장자리를 따라 연장됨과 더불어 여과지를 횡단하도록 이루어진 표세 헤더관(100)의 구조가 도시되어 있다.

상기와 같은 고정관(110)과 회전관(120)에 설치되는 노즐(150)은 지관(151)에 결합되는 노즐본체(152)와, 상기 노즐본체(152)에 원터치 방식으로 분해조립이 가능하도록 이루어진 노즐팁(153)으로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 노즐본체(152)의 상단에는 지관(151)의 내부로 삽입되어 체결되는 수나사부(154)가 형성되고, 하단부에는 노즐팁(153)의 분해조립을 위한 링형태의 결속홈(155)과 개구(156)가 형성된다.

상기 결속홈(155)은 노즐본체(152)의 내주면으로부터 일정한 깊이로 함몰되고, 노즐본체(152)의 원주를 따라 연장되게 형성된다.

상기 개구(156)는 결속홈(155)으로부터 노즐본체(152)의 저면으로 연장되는 구조를 갖되, 2개의 개구(156)가 서로 마주하는 구조를 갖도록 결속홈(155)의 양측에 형성된다.

상기 노즐팁(153)은 물의 분사가 이루어지는 하나 이상의 분사공(157)이 형성된 것으로 이루어지되, 상기 개구(156)를 통해 결속홈(155)의 내부로 삽입되고 노즐팁(153)의 회전동작에 의해 결속홈(155)에 결속되는 결속돌기(158)가 형성된 것으로 구성된다.

즉, 상기 노즐팁(153)의 상단부에는 노즐본체(152)로 삽입되는 원통형의 삽입부(1581)가 형성되고, 상기 삽입부(1581)의 상단 양측에 상호 대칭구조를 갖는 2개의 결속돌기(158)가 형성된다.

따라서, 작업자는 노즐본체(152)에 형성된 개구(156)를 통해 결속돌기(158)를 삽입되도록 노즐팁(153)을 배치하고, 이 상태에서 노즐팁(153)을 회전시키는 조작을 통해 노즐팁(153)을 노즐본체(152)에 고정할 수 있으며, 노즐본체(152)에 조립된 노즐팁(153)의 회전조작을 통해 노즐팁(153)을 손쉽게 분리할 수 있다.

이와 같이 구성된 노즐(150)에 있어서, 여재층으로 분사되는 물이 선회류를 형성하면서 보다 강하게 분사되도록 하는 빗살홈(159)이 더 형성될 수 있다.

상기 빗살홈(159)은 노즐팁(153)의 하단부에 형성된 노즐공(157)의 주위에 위치한 내주면상에서 소정의 각도로 기울어진 채로 노즐팁(153)의 원주를 따라 연장되어 비스듬한 형태를 갖도록 형성되며, 다수의 빗살홈(159)이 노즐팁(153)의 원주를 따라 분산되게 형성된다.

이와 같이 노즐팁(153)의 내주면에 형성된 다수의 빗살홈(159)에 의하면, 물이 노즐팁(153)을 지나는 과정에서 노즐팁(153)의 내주면에 형성된 다수의 빗살홈(159)을 타고 유동하고 물의 압력이 유속으로 변화하면서 선회류가 형성됨에 따라 물을 보다 강하게 여재층으로 분사할 수 있으며, 물의 분사강도에 비례하여 여재층의 세척효율을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 연결수단(130)은 회전관(120)을 회전 가능한 구조로 고정관(110)에 연결하는 것으로, 고정 플랜지(131), 이동 플랜지(132), 고정볼트(133), 고정단부(134), 각도조절홈(135) 및 각도고정돌기(136)로 구성된다.

상기 고정 플랜지(131)는 회전관(120)과 마주하는 고정관(110)의 단부 외측에 고정된 구조로 형성된다.

이러한 고정 플랜지(131)는 원형의 링으로 이루어지며, 고정볼트(133)의 볼트축이 관통하는 다수의 구멍(1311)이 형성된 것으로 구성된다.

상기 이동 플랜지(132)는 고정관(110)과 마주하는 고정관(110)의 단부 외측에 설치되되, 회전관(120)에 결합된 채로 회전관(120)의 길이방향으로 이동할 수 있도록 회전관(120)의 외측에 끼움 결합된다.

이러한 이동 플랜지(132)도 원형의 링으로 이루어지며, 고정볼트(133)의 볼트축이 관통하는 다수의 구멍(1321)이 형성된 것으로 구성된다.

상기 고정볼트(133)는 일반적으로 볼트와 마찬가지로 두부(1331)와 볼트축(1332)으로 이루어지며, 이동 플랜지(132)에 형성된 구멍과 고정 플랜지(131)에 형성된 구멍을 순차적으로 관통한 후 너트와 체결되면서 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)를 결속하도록 구성된다.

상기 고정단부(134)는 이동 플랜지(132)가 고정볼트(133)에 의해 고정 플랜지(131)에 결속되는 과정에서 이동 플랜지(132)와 고정 플랜지(131)의 사이에서 가압되면서 회전관(120)의 고정이 이루어지게 하는 것으로, 회전관(120)의 단부를 외측방향으로 절곡 가공하거나, 회전관(120)과 동일한 내경 및 외경을 가지며 한쪽 끝단이 외측방향으로 절곡 가공된 파이프를 회전관(120)에 용접하여 고정한 것으로 형성될 수 있다.

이처럼 회전관(120)의 단부에 일체형의 구조로 형성된 고정단부(134)는 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)의 사이에 위치하며, 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)의 사이에서 가압 고정되면서 회전관(120)을 고정시키게 된다.

상기 각도조절홈(135)은 작업자가 회전관(120)을 일정한 각도 단위로 회전시킬 수 있도록 하는 것으로, 다수의 각도조절홈(135)이 이동 플랜지(132)의 측면에 형성되되, 고정 플랜지(131)와 마주하는 측면 상에서 이동 플랜지(132)의 중심을 기준으로 원형의 배열 구조를 갖도록 형성된다.

이와 같이 이동 플랜지(132)의 측면에 형성되는 다수의 각도조절홈(135)에 있어서, 이웃한 두 각도조절홈(135)은 일정한 사잇각을 갖도록 형성되며, 작업자는 각도조절홈(135)의 사잇각과 동일한 각도 단위로 회전관(120)을 회전시킬 수 있다.

예컨대, 이웃한 두 각도조절홈(135)의 사잇각이 10도가 되도록 다수의 각도조절홈(135)이 형성된 경우, 작업자는 회전관(120)을 10도 단위로 회전시키면서 노즐(150)의 분사각을 조절할 수 있게 된다.

상기 각도고정돌기(136)는 회전관(120)에 형성된 고정단부(134)로부터 이동 플랜지(132)를 향하여 돌출되게 형성되되, 다수의 각도조절홈(135) 중 어느 한 각도조절홈(135)에 삽입되도록 형성된다.

결국, 작업자가 회전관(120)을 회전시키면서 노즐(150)의 분사각을 조절하는 과정에서 고정단부(134)에 형성된 각도고정돌기(136)가 어느 한 각도조절홈(135)에 삽입되면, 회전관(120)은 해당 각도로 고정된다.

이와 같이 구성된 각도조절홈(135)과 각도고정돌기(136)에 대응하여 작업자가 회전관(120)의 회전각도를 명확히 알고 노즐(150)의 분사각을 조절할 수 있도록 하는 각도 표시판(137) 및 각도 표식(138)이 더 형성될 수 있다.

상기 각도 표시판(137)은 각도조절홈(135)의 사잇각과 동일한 사잇각을 갖는 다수의 눈금으로 이루어지며, 이동 플랜지(132)의 외면이나 측면에 형성될 수 있다.

상기 각도 표식(138)은 회전관(120)의 외면에 형성되며, 각도 표시판(137)을 형성하는 다수의 눈금 중 회전관(120)의 자세에 따라 어느 한 눈금에 일치하도록 구성된다.

이와 같은 각도 표시판(137)과 각도 표식(138)을 통해 작업자는 회전관(120)의 자세 즉, 회전각도를 직관적으로 파악할 수 있으므로, 노즐(150)의 분사각을 정확하게 편하게 조절할 수 있게 된다.

상기 조절수단(140)은 고정관(110)과 회전관 (120)의 사이에 구성되어 회전관(120)의 회전 시 고정관(110)으로부터 회전관(120)으로 유입되는 물의 유량을 조절하는 것으로, 고정형 조절판(141)과 회전형 조절판(142)으로 이루어지며, 고정형 조절판(141)에 형성된 제1유로(143)와 회전형 조절판(142)에 형성된 제2유로(144)가 겹쳐지는 부분이 변경되면서 유량의 변화를 유도하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 고정형 조절판(141)은 물의 유동을 위한 제1유로(143)가 형성된 원형의 판재로 이루어지며, 고정관(110)의 단부 내측에 고정되게 설치된다.

이러한 고정형 조절판(141)은 별도의 원형 판재를 고정관(110)의 단부 내측에 용접하여 고정한 것으로 형성되거나, 고정 플랜지(131)와 고정형 조절판(141)의 기능을 모두 갖도록 제조된 부재를 고정관(110)의 단부에 용접하여 고정한 것으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1유로(143)는 고정형 조절판(141)의 중앙부에 형성된 원형의 제1고정유로(1431)와, 상기 제1고정유로(1431)를 중심으로 원형의 배열구조를 가지며 원호의 형태로 굽어지게 형성된 다수의 제1가변유로(1432)로 구성된다.

이때, 상기 제1고정유로(1431)는 제1가변유로(1432) 보다 상대적으로 큰 개구(156)면적을 가지며 회전관(120)의 회전동작에 상관없이 항상 동일한 개구(156)면적으로 개방된 상태를 유지하도록 이루어지고, 상기 제1가변유로(1432)는 후술될 제2가변유로(1442)와 겹쳐지는 부분이 변경되면서 개구(156)면적이 조절되도록 이루어진다.

상기 회전형 조절판(142)은 물의 유동을 위한 제2유로(144)가 형성된 원형의 판재로 이루어지고, 회전관(120)의 단부 내측에 고정되게 설치되어 회전관(120)과 함께 회전하는 것과 함께 고정관(110)과 회전관(120)의 결합 시 고정형 조절판(141)과 마주하여 밀착되도록 구성된다.

이러한 회전형 조절판(142)도 별도의 원형 판재를 회전관(120)의 단부 내측에 용접하여 고정한 것으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제2유로(144)는 회전형 조절판(142)의 중앙부에 형성된 원형의 제2고정유로(1441)와, 상기 제2고정유로(1441)를 중심으로 원형의 배열구조를 가지면 원호의 형태로 굽어지게 형성된 다수의 제2가변유로(1442)로 구성된다.

이때, 상기 제2고정유로(1441)는 제1고정유로(1431)와 동일한 형상과 크기 및 위치를 갖도록 형성되고, 회전형 조절판(142)의 중앙부에 형성되어 회전형 조절판(142)의 회전동작에 상관없이 제1고정유로(1431)와 연결된 상태를 유지하게 되므로 제1,2고정유로(1431,1441)를 통해 유동하는 물의 유량은 항상 일정하다.

반면, 제2고정유로(1441)의 주변에 형성된 제2가변유로(1442)는 회전관(120)의 회전동작에 의해 위치가 변화되면서 제1가변유로(1432)와 겹쳐지는 면적이 변화되고, 이로 인해 제1가변유로(1432)와 제2가변유로(1442)를 통해 유동하는 물의 유량은 변경된다.

상기 표세 분배관(200)은 외부의 급수원과 표세 헤더관(100)을 연결하여 표세 헤더관(100)으로 물을 공급하는 것으로, 표세 헤더관(100)을 구성하는 다수의 고정관(110) 중 어느 한 고정관(110)에 연결되어 물을 공급하도록 구성된다.

한편, 상기 표세 분배관(200)의 상단부에는 표세 분배관(200)이나 표세 헤더관(100)에 잔류한 공기의 외부 배출을 유도하는 에어벤트(210)가 더 설치될 수 있다.

미설명 도면부호 139는 고정관(110)과 이동관(120)의 사이에 배치되어 수밀구조를 형성하는 가스켓이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 각도조절식 표면세척장치는 일반적인 표면세척장치와 마찬가지로 표세 헤더관(100)에 구비된 노즐(150)이 수직 하부 방향으로 물을 분사하도록 시공될 수 있다.

물론, 시공과정에서 여과지의 구조를 고려하여 일부 회전관(120)의 회전을 통해 노즐(150)이 여과지의 벽면이나 안쪽을 향하도록 기울어진 자세로 시공할 수도 있다.

또한, 여과지의 시공 후, 여재층(10)의 상태에 따라 일부 회전관(120)의 회전을 통해 노즐(150)의 분사각을 조절할 수도 있다.

한편, 수직한 자세의 노즐(150)을 갖는 회전관(120)이 회전하여 노즐(150)의 분사각이 조절되고, 이와 연동하여 노즐(150)의 수압이 조절되는 과정을 설명하도록 한다.

노즐(150)의 분사각 조절을 위해 회전관(120)을 회전시키기 위해서는 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)를 결속하고 있는 고정볼트(133)를 조금 풀어 고정관(110)과 회전관(120)의 결속을 느슨하게 한 후, 회전관(120)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 된다.

이처럼 회전관(120)을 회전시키는 과정에서 작업자는 회전관(120)의 외면에 형성된 각도 표식(138)이 지시하는 각도 표시판(137)의 눈금을 통해 회전관(120)이 어느 정도 회전되었는지를 정확하게 인식할 수 있으므로, 노즐(150)의 각도를 필요한 각도로 정확하게 조절할 수 있다.

한편, 원형의 구조로써 고정형 조절판(141)의 중앙부에 형성된 제1고정유로(1431)와 회전형 조절판(142)의 중앙에 형성된 제2고정유로(1441)는 회전관(120)의 회전동작에 상관없이 항상 같은 상태로 연결됨에 따라 제1고정유로(1431)와 제2고정유로(1441)를 통한 물의 유량 변화는 없다.

반면, 제2고정유로(1441)의 주변에 형성된 제2가변유로(1442)의 경우, 회전관(120)의 회전동작에 의해 위치가 이동하면서 제1가변유로(1432)와 겹쳐지는 면적이 변경됨에 따라 제1가변유로(1432)와 제2가변유로(1442)를 통해 유동하는 물의 유량은 변경된다.

따라서, 회전관(120)의 회전각에 대응하여 물의 유량이 적절하게 변화되도록, 예컨대, 수직한 자세의 노즐(150)이 기울어진 자세로 전환될 때 제1가변유로(1432)와 제2가변유로(1442)의 겹쳐지는 면적이 증가하도록 제1,2가변유로(1432,1442)를 설계하게 되면, 고정관(110)으로부터 회전관(120)으로 유입되는 물의 유량이 증가하고, 이러한 유량 증가로 인하여 노즐(150)의 수압은 증가된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 각도조절형 표면세척장치는 여과지의 구조나 여재층(10)의 상태에 따라 노즐(150)의 분사각을 언제든지 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 노즐(150)의 분사각을 조절하기 위한 회전관(120)의 회전동작과정에서 유로의 면적이 조절되면서 노즐(150)의 분사각에 따라 수압이 자동으로 조절되므로, 노즐(150)의 자세가 기울어진 경우에도 세척수를 여재층(10)으로 효과적으로 침투시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 표세 헤더관 110: 고정관
120: 회전관 130: 연결수단
131: 고정 플랜지 132: 이동 플랜지
133: 고정볼트 134: 고정단부
135: 각도조절홈 136: 각도고정돌기
137: 각도 표시판 138: 각도 표식
140: 조절수단 141: 고정형 조절판
142: 회전형 조절판 143: 제1유로
1431: 제1고정유로 1432: 제1가변유로
144: 제2유로 1441: 제2고정유로
1442: 제2가변유로 150: 노즐
151: 지관 152: 노즐본체
153: 노즐팁 154: 수나사부
155: 결속홈 156: 개구
157: 분사공 158: 결속돌기
159: 빗살홈
200; 표세 분배관 210: 에어벤트
300: 드레인관 310: 밸브

Claims (6)

1. 여과사로 이루어진 여재층(10)의 상부에 위치하며 여재층(10)의 표면으로 물을 분사하기 위한 노즐(150)을 포함하는 표세 헤더관(100); 및 급수원과 표세 헤더관(100)을 연결하여 표세 헤더관(100)으로 물을 공급하는 표세 분배관(200)으로 이루어진 표면세척장치에 있어서,
   상기 표세 헤더관(100)은,
   상기 여재층(10)이 구성된 여과지에 고정되게 설치된 고정관(110);
   상기 고정관(110)에 연속되며, 관의 중심축선(S)을 중심으로 회전하면서 노즐(150)의 분사각을 조절하도록 회전 가능한 구조로 고정관(110)에 연속되게 설치된 회전관(120);
   상기 회전관(120)을 회전 가능한 구조로 고정관(110)에 연결하는 연결수단(130); 및
   상기 고정관(110)과 회전관(120)의 사이에 구성되어 회전관(120)의 회전 시 고정관(110)으로부터 회전관(120)으로 유입되는 물의 유량을 조절하는 조절수단(140);을 포함하는 것으로 이루어지되,
   상기 조절수단(140)은,
   고정관(110)의 단부 내측에 고정되게 설치되며, 물이 유동하는 제1유로(143)가 형성된 것으로 이루어진 고정형 조절판(141); 및 상기 고정형 조절판(141)에 마주하여 밀착되도록 회전관(120)의 단부 내측에 고정되게 설치되며, 상기 제1유로(143)에 연결되는 제2유로(144)를 포함하는 회전형 조절판(142);으로 이루어지며,
   상기 제2유로(144)는 회전관(120)의 회전 시 제1유로(143)와 겹쳐지는 부분이 변경되면서 유량의 변화를 유도하도록 제1유로(143)와 다른 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐은, 노즐본체(152)와 노즐팁(153)이 분할 구성되어 노즐팁(153)의 분해와 조립이 가능하도록 이루어지며,
   노즐을 통해 물이 분사되는 과정에서 물이 선회류를 형성하도록 하는 하나 이상의 빗살홈(159)이 노즐팁(153)의 내면에 더 형성된 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1 있어서,
   상기 제1유로(143)는, 고정형 조절판(141)의 중앙부에 형성된 제1고정유로(1431)와, 상기 제1고정유로(1431)를 중심으로 원형의 배열구조로 형성된 제1가변유로(1432)로 구성되고,
   상기 제2유로(144)는, 회전형 조절판(142)의 중앙부에 형성되며 제1고정유로(1431)와 동일한 형상 및 크기로 형성되어 회전형 조절판(142)의 회전동작에 상관없이 항상 제1고정유로(1431)에 일치하는 제2고정유로(1441)와, 상기 제2고정유로(1441)를 중심으로 원형의 배열구조로 형성되며 회전형 조절판(142)의 회전동작에 의해 제1가변유로(1432)와 겹쳐지는 면적이 변화되게 형성된 제2가변유로(1442)로 구성된 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결수단(130)은,
   상기 고정관(110)의 단부 외측에 고정되게 설치된 고정 플랜지(131);
   상기 회전관(120)의 외측에서 회전관(120)의 길이방향으로 이동하면서 상기 고정 플랜지(131)와 마주하도록 회전관(120)의 단부 외측에 결합된 이동 플랜지(132);
   상기 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)를 관통하여 너트와 체결되면서 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)를 결속하는 다수의 고정볼트(133);
   상기 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)의 사이에 위치하도록 회전관(120)의 단부를 외측 방향으로 절곡 가공한 형태로 구성되어 고정 플랜지(131)와 이동 플랜지(132)의 사이에서 가압되면서 고정되는 고정단부(134);
   상기 고정단부(134)와 마주하는 이동 플랜지(132)의 측면 상에서 회전관(120)의 원주방향으로 서로 일정 각도 이격되게 형성된 다수의 각도조절홈(135); 및
   상기 고정단부(134)로부터 이동 플랜지(132)의 측면 방향으로 돌출되게 형성되어 다수의 각도조절홈(135) 중 어느 한 각도조절홈(135)으로 삽입되는 각도고정돌기(136);로 구성된 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 다수의 각도조절홈(135)과 동일한 각도로 서로 이격된 구조를 갖도록 이동 플랜지(132)에 형성된 다수의 눈금으로 이루어진 각도 표시판(137); 및
   상기 회전관(120)의 자세에 대응하여 각도 표시판(137)의 눈금 중 어느 한 눈금에 일치하도록 회전관(120)의 외면에 형성된 각도 표식(138);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과지의 각도조절식 표면세척장치.

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