KR100388088B1 - micro filter apparatus for preventing obstructing of micro filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로 필터의 막힘형상을 근본적으로 방지하는 마이크로 필터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a micro filter device which fundamentally prevents clogging of the micro filter.
본 발명에 따른 마이크로 필터 장치는 상측에서 일측이 피여과수 유입용 입구(11)가 형성되어 있고, 타측이 상기 배출관(8)과 통하고 있는 여과된 피여과수 유출용 출구(12)가 형성되어 있으며, 하측에서 일측이 찌꺼기를 배출하기 배출구(13)가 형성되어 있는 원통형 중공체(2); 둘레에 다수의 미세한 관통구멍(20)이 형성되어 있고 그리고 상하부에 개구(3a, 3b)를 구비하고서 상기 원통형 중공체(2) 내부에 위치되어 있는 절두원추형부(3); 상기 절두원추형부(3)의 상하부에 위치된 두개의 제 1흡음부(4a, 4b); 상기 절두원추형부(3) 밑에 부착된 초음파진동장치(50); 상기 원통형 중공체(2)의 상단부 내부에 위치된 제 2흡음부(7); 및 상기 제 2흡음부(7)와 상기 제 1흡음부(4a) 사이에 형성되어 있고, 상기 출구(12)와 통하고 있는 배출관(8)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the micro-filter device according to the present invention, one side of the inlet 11 for the filtered water inlet is formed on the upper side, and the other side is formed with the filtered filtered water outlet outlet 12 communicating with the discharge pipe 8. A cylindrical hollow body 2 having a discharge port 13 formed at one side to discharge waste from the lower side; A truncated cone portion (3) formed in the cylindrical hollow body (2) with a plurality of fine through holes (20) formed at its periphery and having openings (3a, 3b) at the top and bottom; Two first sound absorbing portions 4a and 4b positioned above and below the truncated cone portion 3; An ultrasonic vibration device (50) attached to the truncated cone portion (3); A second sound absorbing part 7 located inside the upper end of the cylindrical hollow body 2; And a discharge pipe 8 formed between the second sound absorbing portion 7 and the first sound absorbing portion 4a and communicating with the outlet 12.
Description
본 발명은 마이크로 필터의 막힘현상을 근본적으로 방지하는 마이크로 필터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a micro filter device which fundamentally prevents clogging of the micro filter.
마이크로 필터을 이용한 여과공정은 산업현장 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 공정중 하나이다.Filtration process using a micro filter is one of the processes widely used throughout the industrial field.
하지만, 상기 마이크로 필터는 공정중에 여과되고 남은 찌꺼기에 의해 상기 마이크로 필터의 다공부들이 자주 막혀, 여과기능을 정상적으로 발휘하지 못하여, 공정효율을 저하시키고, 상기 다공부에 찌꺼지간 낀 것을 세척수에 의한 세정에 의해 제거하는 공정이 추가되게 하여, 경제적인 손실을 야기한다.However, the micro-filter is frequently blocked by the residue left after being filtered during the process, the filtration function is not normally exhibited, the process efficiency is lowered, and the residue stuck to the porous part by washing water washing Removal process is added, resulting in economic losses.
따라서, 본 발명은 종래의 마이크로 필터의 막힘현상을 근본적으로 방지할 수 있는 장치가 부착된 마이크로 필터 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides a micro filter device with a device which can fundamentally prevent clogging of a conventional micro filter.
여기에서, 초음파란 사람의 귀에 들리지 않을 정도의 높은 주파수(약 16khz 이상)를 말하며, 이 초음파는 강한 에너지를 가진 음의 진동에 의해 발생하는 캐비테이션, 음파의 진동가속도 및 음압의 특성을 이용하여 물체를 세척하는 데 적용될 수 있다.Here, the ultrasonic wave refers to a high frequency (about 16khz or more) that is inaudible to the human ear, and the ultrasonic wave uses the characteristics of cavitation, acoustic acceleration of the sound wave, and sound pressure generated by the sound vibration with strong energy. It can be applied to wash.
이를 구체적으로 살펴보면, 도 2에 도시한 바와 같이, 원판형 진동자를 수중에 대고 이 진동자를 실로 매달고, 방사면의 한쪽에는 발포 폴리에틸렌 등을 부착하여 음파가 나오지 않도록 해서, 한쪽면에서만 초음파가 나오도록 하면, 진동자는 초음파가 나오지 않는 쪽으로 밀려 실은 θ만큼 경사를 이루게 된다.Specifically, as shown in FIG. 2, the disk-shaped vibrator is suspended in the water, and the vibrator is suspended with a thread, and a foamed polyethylene or the like is attached to one side of the radial surface so that sound waves do not come out, so that ultrasonic waves are emitted from only one side. In this case, the vibrator is pushed toward the side where the ultrasonic wave does not come out and becomes inclined as much as θ.
또, 도 3에 도시한 바와 같이, 수조의 밑에 진동자를 두고, 위로 향하여 초음파를 출력하고 그 음장내에 구슬 등을 매달아 이것을 천칭의 한쪽 팔에 걸어 천칭을 평형시킨다. 이렇게 해두고 초음파를 강하게 하면 구슬이 뜨게 되므로 이것과 평형시키려면 다시 한쪽의 분동을 감하지 않으면 안된다.In addition, as shown in Fig. 3, a vibrator is placed under the water tank, ultrasonic waves are output upward, and beads and the like are suspended in the sound field, and the balance is balanced on one arm of the balance. If you do this and make the ultrasonic wave stronger, the beads will float, so you have to reduce the weight on one side again to balance it.
이와 같은 현상은 초음파가 나오고 있는 경우와 초음파없이 정지하고 있는 장소에서는 정압(평균압력)에 차이가 있고 액체속에서는 음의 강도에 비례하여 압력이 증가하기 때문에 일어나는 것이다.This phenomenon occurs because there is a difference in the static pressure (average pressure) in the place where the ultrasonic wave is coming out and the stationary state without the ultrasonic wave, and the pressure increases in proportion to the negative intensity in the liquid.
그리고, 상기 음압(P)은 음파의 에너지 밀도(E)와 물체의 단면적(S)의 곱이다. 또한, 음파의 에너지 밀도(E)란 단위체적 중에 포함된 진동 에너지로서, 음의 강도(I)와의 관계는 E = I/c 가 된다. 여기에서, c 는 음의 속도이다.And, the sound pressure (P) is the product of the energy density (E) of the sound wave and the cross-sectional area (S) of the object. In addition, the energy density E of sound waves is vibration energy contained in a unit volume, and the relationship with the sound intensity I becomes E = I / c. Where c is the speed of sound.
따라서, 상기 음압은 다음과 같은 식이 성립된다.Therefore, the sound pressure is established as follows.
P = I * S / cP = I * S / c
따라서, 본 발명은 상기에서 언급한 초음파의 특성, 즉, 음압과 그리고 음의 속도(진동가속도)를 주로 이용하여 수중에 있는 마이크로 필터의 다공부 막힘을 방지하는 것이다.Therefore, the present invention mainly uses the above-mentioned characteristics of the ultrasonic wave, that is, the sound pressure and the speed of sound (vibration acceleration), to prevent clogging of the porous portion of the micro filter in the water.
또한, 초음파를 액체중에 조사하면, 수를 헤아릴 수 없는 미세한 공동이 발생하였다가 소멸하는 현상이 초당 25.000 내지 30.000회 정도 발생과 소멸을 반복하게 되며, 기포의 진동에 따라 아주 적은 교반과 파괴로 인한 화학적, 열적 작용을 수반하게 되는 캐비테이션작용이 발생된다.In addition, when the ultrasonic wave is irradiated in the liquid, an uncountable number of fine cavities are generated and disappeared about 25.000 to 30.000 times per second, and the disappearance is repeated. Cavitation action occurs with chemical and thermal action.
따라서, 필터의 막힘을 야기하는 미세한 찌꺼기를 상기 초음파의 음압과 진동가속도 특성에 의해 제거하지 못하는 것을, 본 발명은 초음파의 상기 캐비테이션 작용에 의해 필터 다공부 주위에 부착되어 있는 이물질, 즉 미세한 구멍에 끼여있는 미세한 찌꺼기까지도 깨끗하게 세정하는 것이다.Therefore, the fine debris causing the clogging of the filter can not be removed by the sound pressure and vibration acceleration characteristics of the ultrasonic wave, the present invention is a foreign matter that is attached to the periphery of the filter by the cavitation action of the ultrasonic wave, that is, the fine hole Even fine particles are clean.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 필터 장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a micro filter device according to the present invention;
도 2는 방사압의 일실시예도 및Figure 2 is an embodiment of the radial pressure and
도 3은 방사압의 제 2실시예도.3 is a second embodiment of radial pressure;
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 마이크로 필터 장치는, 상측에서 일측이 피여과수 유입용 입구가 형성되어 있고, 타측이 상기 배출관 통하고 있는 여과된 피여과수 유출용 출구가 형성되어 있으며, 하측에서 일측이 찌꺼기를 배출하기 배출구가 형성되어 있는 원통형 중공체; 둘레에 다수의 미세한 관통구멍이 형성되어 있고 그리고 상하부에 개구를 구비하고서 상기 원통형 중공체 내부에 위치되어 있는 절두원추형부; 상기 절두원추형부의 상하부에 위치된 두개의 제 1흡음부; 상기 절두원추형부 밑에 부착된 초음파 진동장치; 상기 원통형 중공체의 상단부 내부에 위치된 제 2흡음부; 및 상기 제 2흡음부와 상기 제 1흡음부 사이에 형성되어 있고, 상기 출구와 통하고 있는 배출관을 포함하는 것으로 되어 있다.In order to achieve the above object, the micro-filter device according to the present invention, the inlet for the filtered water inlet is formed at one side from the upper side, the filtered filtered water outlet outlet is formed on the other side through the discharge pipe, the lower side A cylindrical hollow body on which one side is formed to discharge waste; A truncated cone portion having a plurality of fine through-holes formed in the circumference thereof and having an opening in the upper and lower portions thereof and positioned inside the cylindrical hollow body; Two first sound absorbing portions positioned above and below the truncated cone portion; An ultrasonic vibration device attached to the truncated cone portion; A second sound absorbing part located inside the upper end of the cylindrical hollow body; And a discharge pipe formed between the second sound absorbing portion and the first sound absorbing portion and communicating with the outlet.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention having the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 마이크로 필터 장치(1)가 개략적으로 단면도로 도시되어 있다. 상기 마이크로 필터 장치(1)는 원통형 중공체(2)를 구비하고 있다.In figure 1 a microfilter device 1 according to the invention is shown schematically in cross section. The micro filter device 1 includes a cylindrical hollow body 2.
상기 중공체(2)는 둘레면에 다수의 미세한 관통구멍(20)이 형성되고 상부에 개구(3a)를 구비하고 하부에 개구(3b)를 구비한 길다란 절두원추형부(3)를 내부에 가지고 있으며, 또한 상기 절두원추형부(3)의 상하부에 위치된 두개의 제 1흡음부(4a, 4b), 상기 절두원추형부(3) 밑에 초음파진동장치(50) 및 상기 중공체(2)의 상단부에 위치된 제 2흡음부(7)를 내부에 가지고 있다.The hollow body 2 has an elongated frustoconical part 3 having a plurality of fine through holes 20 formed in a circumferential surface thereof, having an opening 3a at an upper portion thereof and an opening 3b at a lower portion thereof. Also, two first sound absorbing portions (4a, 4b) located in the upper and lower portions of the truncated cone portion (3), the ultrasonic vibration device 50 and the upper end of the hollow body (2) under the truncated cone portion (3) It has a second sound absorbing portion 7 located therein.
여기에서, 상기 흡음부들은 진동판의 진동에 의해 야기된 정제파를 흡수하여 상기 중공체(2)에 대한 정제파의 전달을 방지함과 동시에 상기 중공체(2)의 떨림을 방지하고 소음을 감소시키는 작용을 한다.Here, the sound absorbing portion absorbs the purified wave caused by the vibration of the diaphragm to prevent the transfer of the purified wave to the hollow body 2, while preventing the shaking of the hollow body 2 and reducing noise. To act.
상기 초음파진동장치(50)는 진동자(6) 및 상기 진동자(6)에 일체로 부착되어 있는 진동판(5)을 포함하고 있다.The ultrasonic vibrator 50 includes a vibrator 6 and a diaphragm 5 integrally attached to the vibrator 6.
또한, 상기 제 2흡음부(7)와 상기 제 1흡음부(4a) 사이에는 배출관(8)이 형성되어 있고, 상기 절두원추형부(3)의 내부 중앙에는 진동 반사부 역활을 하는 역원추형부(9)가, 일측이 제 2흡음부(7)에 고정되어 있고 타측이 상기 역원추부(9)의상단부에 고정되어 있는 고정봉(10)에 의해 고정되어 배치되어 있다.In addition, a discharge pipe 8 is formed between the second sound absorbing portion 7 and the first sound absorbing portion 4a, and an inverted cone portion acting as a vibration reflecting portion at the inner center of the truncated cone portion 3. (9) is fixedly arranged by a fixed rod (10), one side of which is fixed to the second sound absorbing portion (7) and the other side of which is fixed to the upper end of the reverse cone portion (9).
상기 중공체(2)는 상측에서 일측에 피여과수 유입용 입구(11)가 형성되어 있고 타측에 상기 배출관(8)과 통하고 있는 여과된 피여과수 유출용 출구(12)가 형성되어 있다. 또한, 상기 중공체(2)는 하측에서 일측에 상기 절두원추형부(3)의 다수의 구멍(20)을 관통하지 못한 찌꺼기를 배출하기 배출구(13)가 형성되어 있다.The hollow body (2) has an inlet (11) for inflow of filtered water on one side from the upper side, and an outlet (12) for filtered filtered water outflow communicating with the discharge pipe (8) on the other side. In addition, the hollow body 2 is provided with a discharge port 13 for discharging the debris that did not penetrate the plurality of holes 20 of the truncated cone portion 3 on one side from the lower side.
상기 입구(11)는 제 1밸브를 가지고 있는 유입관(14)과 통하고 있고, 상기 출구(12)는 제 2밸브를 가지고 있는 유출관(15)과 통하고 있고, 그리고 배출구(13)는 제 3밸브를 가지고 있는 방출관(16)과 통하고 있다.The inlet 11 is in communication with an inlet tube 14 having a first valve, the outlet 12 is in communication with an outlet tube 15 having a second valve, and the outlet 13 is It communicates with the discharge pipe 16 which has a 3rd valve.
상기 절두원추형부(3) 스테인레스 재질로 되어 있어, 내식성이 강하며, 상기 역원추형부(9)는 스테인레스 또는 플라스틱 재질로 되어 있다.The frustoconical part 3 is made of stainless steel, which has strong corrosion resistance, and the reverse conical part 9 is made of stainless or plastic material.
상기 제 1흡음재(4a, 4b)들은 중앙에 중공부(17, 18)를 가지고 있고, 상기 중공부(17)에는 절두원추형부(3)의 상반부가 관통되어 있고, 상기 중공부(18)에는 절두원추형부(3)의 하반부가 관통되어 있다.The first sound absorbing material (4a, 4b) has a hollow portion (17, 18) in the center, the hollow portion 17 is through the upper half of the truncated cone (3), the hollow portion 18 The lower half of the truncated cone 3 is penetrated.
상기 초음파진동장치(50)는 진동자(6)와 상기 진동자(6)에 일체로 고정된 진동판(5)을 포함하고 있다.The ultrasonic vibrator 50 includes a vibrator 6 and a diaphragm 5 integrally fixed to the vibrator 6.
그리고, 상기 제 1 및 제 2흡음재(4, 7)들은 상기 진동판(5)에 의해 발생된 소음을 방지하는 작용을 한다.The first and second sound absorbing materials 4 and 7 serve to prevent noise generated by the diaphragm 5.
상기 진동판(5)은 본 실시예에서 평탄부로 되어 있으나, 피여과수의 전역에 걸처 초음파 진동을 전달하기 위해, 변경 실시예로서, 둘레 에지가 일정 곡률 반경을 가지고서 만곡되어 있을 수 있으며, 다른 변경 실시예로서 전체가 일정 곡률 반경을 가지고서 만곡되어 있을 수 있다.The diaphragm 5 is a flat part in this embodiment, but in order to transmit ultrasonic vibrations throughout the filtered water, as an alternative embodiment, the circumferential edge may be curved with a constant radius of curvature, and other modifications may be made. For example, the whole may be curved with a constant radius of curvature.
상기 진동판(5)이 일정 반경을 가지고서 만곡되어 있으면, 상기 절두원추형부(3) 내부 공간에 상기 진동자(6)의 음압, 진동가속도 및 캐비테이션 작용이 미치지 않는 부분까지도 초음파의 영향을 미치게 하여, 보다 더 상기 절두원추형부(3)에 형성되어 있는 다수의 미세한 관통구멍(20)의 거의 전부가 찌꺼기로 끼이는 경우가 방지된다.If the diaphragm 5 is curved with a certain radius, the ultrasonic wave may be affected even in a portion where the sound pressure, the vibration acceleration, and the cavitation action of the vibrator 6 do not reach the inner space of the truncated cone 3. Further, the case where almost all of the plurality of fine through-holes 20 formed in the truncated cone part 3 is pinched by waste is prevented.
이하, 상기와 같이 구성된 마이크로 필터 장치에 대한 작동을 도 1을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the micro filter device configured as described above will be described with reference to FIG. 1.
찌꺼기가 함유된 피여과수가 입구(11)와 통하고 있는 유입관(14)을 경우하여 중공체(2) 내부에 유입되면, 상기 피여과수에 함유된 찌꺼기는 상기 절두원추형부(3)에 형성되어 있는 다수의 미세한 관통구멍(20)을 통과하지 못하고 배출구(13)를 경유하여 방출관(16)으로 방출된다. 상기 방출관(16)은, 도시되어 있지 않지만, 선택적으로 유입관(14)에 연결되어, 상기 방출관(16)에 있는 찌꺼기를 다시 상기 마이크로 필터 장치(1)를 경유하게 하거나, 또는 찌꺼기 저장소에 연결된 라인을 통하여 찌꺼기 저장소로 방출된다.If the filtered water containing debris is introduced into the hollow body 2 through the inlet pipe 14 through which the inlet 11 is communicated, the debris contained in the filtered water is formed in the truncated cone part 3. It does not pass through the plurality of minute through holes 20, but is discharged to the discharge pipe 16 via the discharge port 13. The discharge tube 16, although not shown, is optionally connected to the inlet tube 14 to allow debris in the discharge tube 16 to pass back through the micro filter device 1, or to the waste reservoir. It is discharged to the waste storage via the line connected to it.
상기 입구(11)를 통하여 유입된 찌꺼기가 함유된 피여과수는 상기 절두원추형부(3)에 형성된 상기 관통구멍(20)에 의해 찌꺼기가 여과되어 상기 절두원추형부(3) 내부에 유입되며, 상기 찌꺼기가 여과되어 상기 절두원추형부(3) 내부에 유입된 피여과수는 상기 절두원추형부(3)의 내부 공간에 저장되었다가, 그 레벨이 상기 절두원추형부(3)의 상부에 형성된 개구(3a)를 넘으면, 상기 개구(3a),배출관(8) 및 유출관(15)을 경유하여 다음 처리를 위해 후속 처리장치로 이송된다.The filtered water containing the residue introduced through the inlet 11 is filtered by the through-hole 20 formed in the truncated cone portion 3 is introduced into the truncated cone portion (3), the The filtered water introduced into the truncated cone portion 3 by filtering the residue was stored in the internal space of the truncated cone portion 3, and the level of the opening 3a formed in the upper portion of the truncated cone portion 3 Is passed through the opening 3a, the discharge pipe 8 and the outlet pipe 15 to the subsequent treatment device for the next treatment.
진동자(6)가 초음파 진동을 하게 되고, 상기 초음파 진동이 진동판(5)에 전달되고, 상기 진동판(5)에 전달된 상기 초음파 진동이 역원추형부(9)의 조력에 의해, 상기 절두원추형부(3) 내부에 저장된 피여과수 전역에 전달되어, 상기 절두원추형부(3) 내부에 저장된 피여과수에는 전역에 걸쳐 음압, 진동가속도 및 캐비테이션 현상이 발생한다.The vibrator 6 makes the ultrasonic vibration, the ultrasonic vibration is transmitted to the diaphragm 5, the ultrasonic vibration transmitted to the diaphragm 5 by the assistance of the reverse conical section 9, the truncated cone (3) It is transmitted to the entire filtered filtrate stored therein, the negative pressure, vibration acceleration and cavitation phenomenon occurs throughout the entire filtered filtrate stored in the truncated cone portion (3).
이때, 상기 절두원추형부(3)에 형성된 관통구멍(20)이 상기 음압, 진동가속도 및 캐비테이션 작용을 받게 된다. 이에 의해, 상기 관통구멍(20)에 끼어 있는 찌꺼기가 제거된다.At this time, the through hole 20 formed in the truncated cone portion (3) is subjected to the sound pressure, vibration acceleration and cavitation action. As a result, debris trapped in the through hole 20 is removed.
상기 실시예와 같이 초음파 진동장치를 구비한 마이크로 필터 장치는 산업현장 전반에 걸쳐 유용하게 활용 될 수 있으며, 특히 화학, 식품, 환경분야의 전처리 및 여과, 농축 공정과 그리고 기계, 전기, 전자분야에서의 유틸리티 설비 전처리 및 후처리 공정에 유용하게 사용될 수 있다.Micro-filter device equipped with ultrasonic vibration device as in the above embodiment can be usefully used throughout the industrial site, especially in the pre-treatment and filtration of the chemical, food, environmental field, concentration process and in the mechanical, electrical and electronic fields It can be usefully used for utility equipment pretreatment and posttreatment process.
상기와 같이 구성된 마이크로 필터 장치는, 종래의 마이크로 필터의 막힘현상을 초음파의 특성을 이용하여 근본적으로 방지하여, 생산공정 및 유틸리티공정에서의 효율 증대화와 이에 따른 경제적인 이익을 얻을 수 있다.The microfilter device configured as described above can prevent the clogging phenomenon of the conventional microfilter by using the characteristics of the ultrasonic wave, thereby increasing the efficiency in the production process and the utility process and thereby achieving economic benefits.
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