KR100282979B1 - 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과기 내에 단계적으로 배치되는 여재의 부분교체를 가능하게 하여 비용절감 및 교체시간을 최소화시켜 보수비용을 대폭 절감하고, 여과기 내에 발생되는 공기층의 생성시 이를 외부에서 확인할 수 있게 하여 여과효율저하를 사전에 막고 안전조치를 신속히 취할 수 있도록 하는 여과장치를 제공하는 것으로, 여과탱크 내에 일정간격을 두고 수평되게 설치되어 상부쳄버와 중간쳄버 및 하부쳄버를 구성하는 제 1필터 베이스판 및 제 2필터 베이스판, 상기 제 1,2필터 베이스판에 각기 다수 설치되는 스트레이너들, 상기 제 1필터 베이스판을 통해 상부쳄버에 적층되는 활성탄층, 상기 제 2필터 베이스판을 통해 중간쳄버에 차례로 적층되는 자갈층과 모래층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

여과장치

본 발명은 사용수(使用水)를 사용하고 난 다음에 더렵혀진 물을 여과시켜 다시 사용수를 공급처로 공급하는 여과장치에 관한 것으로, 특히 여과기 내에 단계적으로 배치되는 여재(濾材)의 배치를 개선하여 여재의 부분교체를 가능하게 함으로서 비용절감 및 교체시간을 최소화시켜 보수비용을 대폭 절감하고, 여과기 내에 발생되는 공기층의 생성시 이를 외부에서 확인할 수 있게 하여 여과효율저하를 사전에 막고 안전조치를 신속히 취할 수 있도록 하는 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 수영장에서는 수돗물 또는 지하수를 이용하여 사용수로 사용하고 있으며, 이를 버리지 않고 여과기 등 약품처리 등을 통해 경제적으로 사용하고 있다.

또한 유사하게는 허드렛물로서 백화점이나 대형건물에서 수돗물 또는 지하수를 사용하고 단 다음 이를 여과기에서 처리하여 경제적으로 사용하고 있다.

이러한 여과기로 입수된 물이 여재를 거치는 과정에서 여과되어 정수된 물로서 새로이 사용되게 된다.

상기에서 여재로는 활성탄과 모래 및 자갈 등으로 이루어져 이를 통과하는 과정에서 물의 여과가 이루어지게 되는데, 이들 여재들은 일정기간 사용한 다음에는 부분 또는 전체를 새것으로 교체해 주어야만 여과효율을 유지할 수가 있다.

상기에서 활성탄의 교체주기는 약 6개월 정도이며, 모래와 자갈은 약 1년이므로 교체주기가 서로 달라 부분교체를 해주어야만 경제적으로 여재를 사용할 수가 있는 것이다.

한편 여과기에서 정상적인 여과시에는 여재 및 물로 가득 채워져야 만족한 여과를 달성할 수 있으나, 여과기로 입수되는 물에는 펌핑작용 및 온도 등의 조건에 따라 필연적으로 공기방울을 포함하게 되어 여과시간이 지남에 따라 여과기의 구조상 여과탱크 상층부에서 공기가 모이게 되며, 이때 공기를 배출시켜주지 않으면 공기의 층이 확산되어 결국 여과기 내에 공기가 가득 차게 되면서 여과효율을 급격히 저하시키게 되고, 또한 활성탄이 파손되면서 하부로 통과하여 2차측 오염을 발생시키게 된다. 이에 따라 여과기에는 공기를 빼내는 수단을 갖추게 되는 것이다.

도 1은 종래 여과기의 정면도이고, 도 2는 종래 여과기의 내부도를 도시한 것이다.

도면부호 (12)는 여과기(10) 전체를 구성하는 여과탱크이다. 이 여과탱크 (12) 내의 하부에는 필터 베이스판(14)이 설치되고, 이 필터 베이스판(14)에는 다수의 구멍이 형성되어 이를 통해 다수의 스트레이너(strainer; 16)들이 설치된다.

상기 스트레이너(16)의 상부에는 여재인 자갈층(18)과 모래층(20) 및 활성탄층(22)이 소정의 높이를 갖고 차례로 적층된다.

도면부호 (24)는 워터펌프로서 여과되지 않은 물(W1)이 워터펌프(24)를 통해 공급되면 워터펌프(24)와 연결된 파이프 1(26), 파이프 2(28), 파이프 3(30) 및 내부 파이프 4(32)를 통해 여과탱그(12) 상부로 유입 낙하된다. 이에 따라 여과되지 않은 물(W1)은 여재인 활성탄층(22)과 모래층(20) 및 자갈층(18)을 차례로 거치면서 여과되어 스트레이너(16)를 통해 하부쳄버(34)로 빠지게 되고, 이와 연결된 출수파이프(36)를 통해 여과된 물(W2)이 공급처(예로, 수영장)로 공급되게 된다. 이때 밸브 1(38)과 밸브 4(44)는 오픈된 상태가 되고, 밸브 2(40), 밸브 3(42) 및 밸브 5(46)는 클로즈 상태가 된다.

한편 물을 역수(逆水)시켜 상기 여재(18)(20)(22)들을 역세척시에는 밸브 2(40)와 밸브 3(42)을 오픈시키고 밸브 1(38), 밸브 4(44) 및 밸브 5(46)를 클로즈 시킨 상태에서 워터펌프(24)를 구동시킴에 따라 파이프 1(26), 밸브 2(40), 출수파이프(36), 하부쳄버(34)를 거쳐 스트레이너(16)를 통해 여재인 자갈층(18), 모래층(20), 활성탄층(22)을 역으로 거치면서 여재를 역세척시키고 내부 파이프 4(32), 파이프 3(30) 밸브 3(42)을 거쳐 배수파이프 2(50)를 통해 밖으로 배출되게 된다.

다른 한편 상기 여재(18)(20)(22)들을 세척시에는 밸브 1(38)과 밸브 5(46)를 오픈시키고 나머지 밸브 2(40), 밸브 3(42) 및 밸브 4(44)를 클로즈시킨 상태에서 워터펌프(24)를 구동시킴에 따라 파이프 1(26), 파이프 2(28), 파이프 3(30) 및 내부 파이프 4(32)를 통해 여과탱크(12)로 유입되어 여재인 활성탄층(22)과 모래층(20) 및 자갈층(18)을 차례로 거치면서 세척시키고 스트레이너(16)를 통해 하부쳄버(34)로 빠지게 되며, 출수파이프(36)와 분기 연결된 배수파이프 1(48)을 통해 밖으로 배출되게 된다.

한편 여과탱크(12)의 상부에는 공기를 자동으로 배출시키는 공기배출수단(51)이 설치된다.

상기 공기배출수단(51)은 여과탱크(12)의 상부로 연통되는 공기배출파이프(52)에 설치된 밸브(53) 및 이물질을 걸러내는 스트레이너(54)가 설치되고, 이 스트레이너(54)의 상부에는 뜨개관(55)이 설치되고 이를 통해 공기배출구(56)와 부구장치(57)가 설치되고, 상기 공기배출파이프(52)의 일측에는 공기 및 물을 수동으로 빼는 드레인파이프(58)가 설치되어 구성된다.

이에 따라 여과기(10)의 작동중에는 물이 여과탱크(12)에 충만되어 여과되는 과정에서 물에 포함된 공기는 공기배출구(56)를 통해 밖으로 배출되는 것이다.

도면중 설명부호 (59)는 여과탱크(12)를 바닥에 고정시키는 포스트이고, (60)은 여과탱크(12)내를 확인하는 투시창이고, (61), (62), (63)은 작업자가 여과탱크(12) 안으로 출입하는 도어이고, (64)와 (65)는 물의 입수 및 출수 압력을 측정하는 압력계기이고, (66)은 밸브를 도시한 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 종래의 여과기(10)는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

즉, 여재의 사용년수를 연장시키기 위해 여재를 워터펌프(24)를 이용하여 앞서 설명한 바와 같이 역세척을 하게 된다. 이 경우 역수에 의해 아래로부터 자갈층(18), 모래층(20), 활성탄층(22)으로 차례로 배치된 여재들이 도 3에 도시된 바와 같이 서로 뒤섞여진 혼합형태의 여재층(18)(20)(22)을 형성하게 된다. 이와 같은 경우에 활성탄의 교체주기는 약 6개월이고, 모래와 자갈은 약 1년으로서 이들 여재의 교체주기가 서로 달라 부분교체를 해주어야 하는데 상기와 같이 여재가 서로 뒤섞여 혼합형태의 여재층을 이루게 됨에 따라 불가피하게 여재의 일괄교체를 하게되어 매우 비경제적이 된다.

또다른 문제점으로는 공기배출수단(51)의 공기토출구(56)가 막힘으로 인한 여과탱크(12)내의 공기층 확산의 확인이 어렵다는 것이다.

즉, 여과기(10)의 작동중에 정상적인 공기의 방출은, 물이 뜨개관(55)까지 차있는 상태에서 부구장치(57)가 공기토출구(56)을 막지 않아 여과탱크(12)에서 발생되는 공기는 계속해서 빠져나가게 된다. 이때 스트레이너(54)는 이물질을 걸러내게 된다. 한편 물이 수위 이상으로 뜨개관(55)에 차오르게 되면 부구장치(57)가 작동하여 공기토출구(56)를 막게 되어 물의 배출을 방지하게 된다.

그런데 계속되는 공기배출과정에서 스트레이너(54)에서 걸러지지 않은 이물질 등의 여러 조건에 의해 공기토출구(56)가 막히게 되면, 뜨개관(55)으로부터 공기가 점차 확산되어 여과탱크(12)의 구조상 상부층에 공기가 모이게 되고, 공기가 밖으로 배출되지 않게 됨에 따라 공기층이 점점 확산되는 바, 이와 같은 공기막힘 현상을 외부에서는 전혀 알 수 없어 여과기(10)의 여과효율을 크게 저하시키게 되며, 또한 활성탄이 파손되면서 하부로 통과하여 2차측 오염을 발생시키게 된다.

이상과 같이 종래의 여과기의 경우에 여재의 부분교체가 불가능하여 여재의 사용수명이 다하기 전 교체에 따른 비용이 많이 발생될 뿐더러 여재의 전체 교체에 따른 시간이 많이 소요되고, 다른 한편 공기토출구의 막힘 현상이 잦아 이를 수시로 점검해야 하는 번거로움과 함께 공기토출구가 막혀 있을 경우 공기발생이 없는 것으로 오인할 수 있어 여과효율의 저하와 함께 활성탄의 손상을 가속화시켜 성능 및 유지보수비용을 증가시키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 여과기 내에 단계적으로 배치되는 여재의 부분교체를 가능하게 하여 비용절감 및 교체시간을 최소화시켜 보수비용을 대폭 절감하고, 여과기 내에 발생되는 공기층의 생성시 이를 외부에서 확인할 수 있게 하여 여과효율저하를 사전에 막고 안전조치를 신속히 취할 수 있도록 하는 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 여과탱크 내에 일정간격을 두고 수평되게 설치되어 상부쳄버와 중간쳄버 및 하부쳄버를 구성하는 제 1필터 베이스판 및 제 2필터 베이스판, 상기 제 1,2필터 베이스판에 각기 다수 설치되는 스트레이너들, 상기 제 1필터 베이스판을 통해 상부쳄버에 적층되는 활성탄층, 상기 제 2필터 베이스판을 통해 중간쳄버에 차례로 적층되는 자갈층과 모래층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래 여과기의 정면도.

제2도는 종래 여과기의 내부도.

제3도는 종래 여과기의 역수시 여재의 혼합상태도.

제4도는 본 발명의 여과기의 정면도.

제5도는 본 발명의 여과기의 내부도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 여과기 12 : 여과탱크

14a : 제 1필터 베이스판 16, 54, 76 : 스트레이너

18a : 자갈층 20a : 모래층

22a : 활성탄층 24 : 워터펌프

34 : 하부쳄버 51 : 공기배출수단

56 : 공기토출구 70 : 상부쳄버

72 : 중간쳄버 74 : 제 2필터 베이스판

78 : 출입관 80 : 덮개

82 : 공기막힘확인수단 90 : 중공축

92 : 1차부구 94 : 2차부구

S1, S2 : 마그네트스위치

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 여과기의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 여과기의 내부도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 여과탱크(12) 내에 일정간격을 두고 수평되게 설치되어 상부쳄버(70)와 중간쳄버(72) 및 하부쳄버(34)를 구성하는 제 1필터 베이스판(74) 및 제 2필터 베이스판(14a)이 설치되고, 상기 제 1필터 베이스판(74) 및 제 2필터 베이스판(14a)에는 다수의 스트레이너(76)(16)들이 각각 설치된다.

상기 제 1필터 베이스판(74)을 통해 상부쳄버(70)에 활성탄층(22a)이 적층되고, 상기 제 2필터 베이스판(14a)을 통해 중간쳄버(72)에 차례로 자갈층(18a)과 모래층(20a)이 적층되어 구성된다.

상기 제 1필터 베이스판(74)의 중앙에는 작업자가 중간쳄버(72)를 출입할 수 있는 출입관(78)을 구비하여, 그 상부는 덮개(80)가 볼트 등의 고정수단으로써 착탈 가능하게 설치된다. 그리고 이 덮개(80)에도 스트레이너(76)가 설치된다.

한편 여과탱크(12)의 상부에 설치되어 공기를 자동으로 배출시키는 공기배출수단(51)에는 공기토출구(56)의 막힘을 확인하는 공기막힘확인수단(82)이 설치된다.

상기 공기막힘확인수단(82)은, 공기배출파이프(52)와 연결파이프(84)를 매개로 수직되게 연결된 뜨개관(86)과, 상기 뜨개관(86)에 수직되게 고정되어 두 개의 신호선(88)(89)과 각각 연결된 마그네트스위치(S1)(S2)를 밀봉 내장하는 중공축(90)과, 상기 중공축(90)에 일정간격을 두고 물의 수위에 따라 상, 하 이동가능하게 설치되어 상기 마그네트스위치(S1)(S2)를 접점시켜 공기막힘을 확인하도록 마그네트가 내장된 1차부구(92)와 2차부구(94)로 구성된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 여과되지 않은 물(W1)이 워터펌프(24)를 통해 공급되면 워터펌프(24)와 연결된 파이프 1(26), 파이프 2(28), 파이프 3(30) 및 내부 파이프 4(32)를 통해 여과탱크(12)의 상부쳄버(70)로 유입 낙하된다. 이에 따라 여과되지 않은 물(W1)은 여재인 활성탄층(22a)을 거치면서 스트레이너(76)를 거쳐 1차 여과되어 중간쳄버(72)로 유입되고, 다시 모래층(20a)과 자갈층(18a)을 차례로 거치면서 스트레이너(16)를 거쳐 2차 여과되어 하부 챔버(34)로 빠지게 되며, 이와 연결된 출수파이프(36)를 통해 여과된 물(W2)이 공급처(예로, 수영장)로 공급되게 된다. 이때 밸브 1(38)과 밸브 4(44)는 오픈된 상태가 되고, 밸브 2(40), 밸브 3(42) 및 밸브 5(46)는 클로즈 상태가 된다.

한편 물을 역수(逆水)시켜 상기 여재(18a)(20a)(22a)들을 역세척시에는 밸브 2(40)와 밸브 3(42)을 오픈시키고 밸브 1(38), 밸브 4(44) 및 밸브 5(46)를 클로즈 시킨 상태에서 워터펌프(24)를 구동시킴에 따라 파이프 1(26), 밸브 2(40), 출수파이프(36), 하부쳄버(34)를 거쳐 스트레이너(16)를 통해 여재인 자갈층(18a)과 모래층(20a)을 거친 다음, 스트레이너(76)를 통해 활성탄층(22a)을 차례로 거치면서 여재를 역세척시키고 내부 파이프 4(32), 파이프 3(30) 밸브 3(42)을 거쳐 배수파이프 2(50)를 통해 밖으로 배출되게 된다.

다른 한편 상기 여재(18a)(20a)(22a)들을 세척시에는 밸브 1(38)과 밸브 5(46)를 오픈시키고 나머지 밸브 2(40), 밸브 3(42) 및 밸브 4(44)를 클로즈시킨 상태에서 워터펌프(24)를 구동시킴에 따라 파이프 1(26), 파이프 2(28), 파이프 3(30) 및 내부 파이프 4(32)를 통해 여과탱크(12)로 유입되어 여재인 활성탄층(22a)과 스트레이너(76), 모래층(20a) 및 자갈층(18a)을 차례로 거치면서 세척되어 스트레이너(16)를 통해 하부쳄버(34)로 빠지게 되고, 출수파이프(36)와 분기 연결된 배수파이프 1(48)을 통해 밖으로 배출되게 된다.

상기와 같이 여재인 자갈층(18a), 모래층(20a), 활성탄층(22a)을 역세척할 때 자갈층(18a)과 모래층(20a)은 제 2필터 베이스판(14a)을 통해 중간쳄버(72)에 배치되어 있고, 활성탄층(22a)은 제 1필터 베이스판(74)을 통해 상부쳄버(70)에ㅔ 독립된 형태로 배치되어 있어 종래와 같이 여재의 역세척시(또는 정세척시)에 활성탄층(22a)이 자갈층(18a)과 모래층(20a)에 뒤섞여 혼합형태의 여재층이 형성되지는 않는다.

이에 따라 여재인 자갈층(18a), 모래층(20a)과 활성탄층(22a)을 교체주기에 따라 부분 교체가 가능하게 되어 사용년수를 보장하여 교체에 다른 비용을 대폭 절감할 수 있고, 또한 여재의 부분 교체에 다른 보수유지비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.

한편 여재의 교체시에는 여과탱크(12) 상부에 설치된 도어(61)를 열고 상부쳄버(70)로 들어간 다음 제 1필터 베이스판(74)에 설치된 덮개(80)을 열어 출입관(78)을 통해 중간쳄버(72)로 들어가 여재인 자갈층(18a), 모래층(20a)을 교체하면 되고, 이후 덮개(80)를 닫고 활성탄층(22a)을 교체한 다음 역순에 의해 작업자는 도어(61)을 통해 여과탱크(12)에서 빠져나오면 된다.

한편 여과기(10)의 여과과정에서 여과탱크(12)에 공기가 형성되게 되면 공기배출수단(51)에 의해 공기는 자동으로 배출된다.

즉, 여과기(10)의 작동중에 공기의 정상적인 방출은, 물이 뜨개관(55)까지 차있는 상태에서 부구장치(57)가 공기토출구(56)을 막지 않아 여과탱크(12)에서 발생되는 공기는 계속해서 빠져나가게 된다. 이때 스트레이너(54)는 이물질을 걸러내게 된다. 한편 물이 수위 이상으로 뜨개관(55)에 차오르게 되면 부구장치(57)가 작동하여 공기토출구(56)를 막게 되어 물의 배출을 방지하게 된다.

그런데 계속되는 공기배출과정에서 스트레이너(54)에서 걸러지지 않은 이물질 등의 여러 조건에 의해 공기토출구(56)가 막히게 되면 뜨개관(55)으로부터 공기가 점점 확산되면서 물의 수위가 낮아지게 되는 바, 이를 방지하기 위해 공기막힘 확인수단(82)이 작동하게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 공기가 공기토출구(56)로 배출이 원활하게 이루어질 때는 두 개의 1차부구(92)와 2차부구(94)가 물의 수위에 의해 가상선과 같이 위로 이동된 위치에 있게 되어 이들 1차부구(92)와 2차부구(94)에 각각 내장된 마그네트(도시안됨)가 중공축(90)에 내장된 마그네트스위치(S1)S2)와 이격되어 이 마그네트스위치(S1)(S2)는 작동영역에 있지 않게 된다.

이후 공기토출구(56)가 막히게 되어 공기층이 뜨개관(86)에서부터 점차 확산됨에 따라 뜨개관(86)의 수위가 점차 낮아지게 되어 1차부구(92)와 2차부구(94)는 실선과 같이 순차적으로 내려오게 되는 바, 1차부구(92)가 위치상 먼저 내려와 마그네트스위치(S1)를 접점시킴에 따라 1차적으로 이와 신호선(88)으로 연결된 경보장치(도시안됨)에 경보를 발하게 되어 공기토출구(56)의 막힘을 외부로 알리게 된다. 그 다음으로 공기층이 점차 확산되면서 2차부구(94)가 내려와 마그네트스위치(S2)를 접점시킴에 따라 2차적으로 이와 신호선(89)으로 연결된 여과기 콘트롤러(도시안됨)에 신호를 보내 여과기(10)의 작동을 정지시키게 된다.

상기와 같이 이물질 등에 의해 공기토출구(56)가 막힌 사실을 공기막힘확인수단(82)이 확인하여 경보를 발하거나 또는 여과기(10)의 작동을 정지시켜 여과탱크(12) 내의 공기층 확산으로 기인되는 여과효율저하를 막을 수 있게 되어 여과효율을 향상시키게 되며, 또한 여재의 효율적 사용으로 수명을 연장(특히 활성탄층)시킬 수 있어 매우 경제적으로 여과기(10)를 운용할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 여과기 내에 단계적으로 배치되는 여재의 배치를 개선하여 여재의 부분교체를 가능하게 함으로서 비용절감 및 교체시간을 최소화시켜 보수비용을 대폭 절감하고, 여과기 내에 발생되는 공기층의 생성시 이를 외부에서 확인할 수 있게 하여 여과효율 저하를 사전에 막고 안전조치를 신속히 취할 수 있는 효과를 갖게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 여과탱크(12) 내에 일정간격을 두고 수평되게 설치되어 상부쳄버(70)와 중간쳄버(72) 및 하부쳄버(34)를 구성하는 제 1필터 베이스판(74) 및 제 2필터 베이스판(14a)과, 상기 제1,2필터 베이스판(74)(14a)에 각각 다수 설치되는 스트레이너(76)(16)들과, 상기 제 1필터 베이스판(74)을 통해 상부쳄버(70)에 적층되는 활성탄층(22a)과, 상기 제 2필터 베이스판(14a)을 통해 중간쳄버(72)에 차례로 적층되는 자갈층(18a)과 모래층(20a)과, 상기 제 1필터 베이스판(74)에는 작업자가 중간쳄버(72)를 출입할 수 잇는 출입관(78)을 구비하며, 그 상부는 덮개(80)가 고정수단으로 착탈 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 여과장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과탱크(12)의 상부에 설치되어 공기를 자동으로 배출시키는 공기배출수단(51)에는 공기토출구(56)의 막힘을 확인하는 공기막힘확인수단(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 제3항에 있어서, 상기 공기막힘확인수단(82)은, 공기배출파이프(52)와 연결파이프(84)를 매개로 수직되게 연결된 뜨개관(86)과, 상기 뜨개관(86)에 수직되게 고정되는 중공축(90) 및 이 중공축(90)에 밀봉 내장되어 두 개의 신호선(88)(89)과 각각 연결되는 마그네트스위치(S1)(S2)와, 상기 중공축(90)에 일정간격을 두고 물의 수위에 따라 상,하 이동가능하게 설치되어 상기 마그네트스위치(S1)(S2)를 접점시켜 공기막힘을 확인하도록 마그네트가 내장된 1차부구(92)와 2차부구(94)로 구성된 것을 특징으로 하는 여과장치.