KR100900534B1 - 정밀여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정밀여과장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 정밀여과장치는 여과되어야 할 오염수가 유입되는 외통부재; 상기 외통부재의 내부에 배치되고, 상기 외통부재를 경유한 오염수가 통과되는 복수의 제1구멍을 가지는 상단고정판과 상기 상단고정판의 각 제1구멍을 통과한 오염수가 상기 외통부재의 외부로 배출될 수 있도록 복수의 제2구멍을 가지는 하단고정판을 구비하는 내통부재; 상기 내통부재의 내부로 유입된 오염수에 포함되어 있는 슬러지를 흡착시킬 수 있도록, 상기 내통부재의 내부에 배치되고 하단이 상기 내통부재의 하단고정판에 고정되며 상단이 상기 내통부재의 상단고정판에 연결되는 복수의 유연성 섬유사; 및 상기 각 유연성 섬유사의 상단과 상기 내통부재의 상단고정판을 연결시키기 위한 것으로, 신축되는 정도가 다르고 탄성을 가진 한 쌍의 연결고리를 복수개 구비하며, 상기 한 쌍의 연결고리 중 어느 하나는 상기 유연성 섬유사들 중 어느 하나와 상기 상단고정판을 서로 연결시키고, 상기 한 쌍의 연결고리 중 다른 하나는 상기 어느 하나의 연결고리가 결합된 유연성 섬유사에 인접한 유연성 섬유사와 상기 상단고정판을 서로 연결시키는 연결수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

정밀여과장치 {Fine filtering apparatus}
본 발명은 정밀여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유연성 섬유사들로 오염수에 포함되어 있는 슬러지를 여과시키기 위한 여과장치에 있어서 인접한 유연성 섬유사들이 겹쳐짐으로써 형성되는 충진밀도를 달리 함으로써 여과효율을 높일 수 있도록 구조가 개선된 정밀여과장치에 관한 것이다.
하천수, 지하수, 지표수 등(이하 '오염수'라 한다)을 식수용 상수로 사용하기 위해서는 하천수나 지하수 등에 잔존하는 부유고형물질(suspended solid), 조류(algae), 미세입자(particle size) 등(이하 '슬러지'라 한다)을 제거하는 상수처리공정이 요구된다.
이러한 상수처리공정을 수행하기 위한 여과장치로는 특허등록번호 제679231호에 개시된 여과장치를 예로 들 수 있다.
이 여과장치는, 섬유질로 이루어진 가느다린 실 형상의 유연성 섬유사에 오염수에 포함되어 있는 슬러지를 흡착시켜서 그 흡착된 슬러지를 외부로 배출시킴으로써 오염수를 정화시키게 된다.
그러나, 상술한 여과장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 위 여과장치에 구비되는 유연성 섬유사들은 그 하단만이 고정되어 있는 상태에서 상단을 포함한 나머지 부분들이 자유롭게 움직일 수 있도록 구성되어 있고 동일한 간격을 두고 충진되어 있다.
따라서, 유연성 섬유사들의 자유로운 움직임 때문에, 인접한 유연성 섬유사들 사이의 간격이 동일하게 형성되지 못하고 어느 쪽은 좁고 다른 쪽은 넓게 형성됨으로써, 오염수의 유입으로 인한 저항이 각기 다르게 형성되어 슬러지의 흡착이 불균일하게 되고 간격이 넓게 형성되는 측에는 슬러지의 흡착효율이 상대적으로 떨어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 오염수에 포함되어 있는 슬러지의 여과효율을 더욱 향상시킬 수 있는 정밀여과장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 여과되어야 할 오염수가 유입되는 외통부재; 상기 외통부재의 내부에 배치되고, 상기 외통부재를 경유한 오염수가 통과되는 복수의 제1구멍을 가지는 상단고정판과 상기 상단고정판의 각 제1구멍을 통과한 오염수가 상기 외통부재의 외부로 배출될 수 있도록 복수의 제2구멍을 가지는 하단고정판을 구비하는 내통부재; 상기 내통부재의 내부로 유입된 오염수에 포함되어 있는 슬러지를 흡착시킬 수 있도록, 상기 내통부재의 내부에 배치되고 하단이 상기 내통부재의 하단고정판에 고정되며 상단이 상기 내통부재의 상단고정판에 연결되는 복수의 유연성 섬유사; 및 상기 각 유연성 섬유사의 상단과 상기 내통부재의 상단고정판을 연결시키기 위한 것으로, 신축되는 정도가 다르고 탄성을 가진 한 쌍의 연결고리를 복수개 구비하며, 상기 한 쌍의 연결고리 중 어느 하나는 상기 유연성 섬유사들 중 어느 하나와 상기 상단고정판을 서로 연결시키고, 상기 한 쌍의 연결고리 중 다른 하나는 상기 어느 하나의 연결고리가 결합된 유연성 섬유사에 인접한 유연성 섬유사와 상기 상단고정판을 서로 연결시키는 연결수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 외통부재는, 상기 하단고정판의 제2구멍을 통과함으로써 발생되는 여과수가 일시적으로 수용되며, 상기 여과수를 배출시키기 위한 여과수 배출관이 접속되는 통형의 여과수 배출용 자켓을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 유연성 섬유사에 흡착되어 있는 부유물질을 탈리시킬 수 있도록, 상기 여과수 배출용 자켓에 접속되고 상기 내통부재의 하단고정판의 제2구멍에 역세척을 위한 역세척수를 주입시키기 위한 역세척수 공급관과, 상기 여과수 배출용 자켓에 접속되고 역세척용 공기를 주입시키기 위한 공기 공급관을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 오염수가 상기 내통부재의 내부로 유입됨으로써 부풀어진 유연성 섬유사들을 원래의 형상으로 복원시켜서, 상기 역세척수에 의해 탈리된 부유물질이 상기 내통부재의 하단고정판을 통해 원활하게 배출될 수 있도록, 상기 역세척수와 공기는 상기 오염수가 유입되는 방향과 반대방향으로 주입되도록 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 정밀여과장치에는 다음과 같은 효과가 기대된다.
즉, 본 발명에서는 유연성 섬유사의 하단이 고정되고 상단이 신축성이 있는 연결고리들에 연결되고 그 연결고리들 중 어느 하나는 신축길이가 짧고 다른 하나는 길게 형성됨으로써, 충진밀도가 작은 영역에서는 큰 입자의 슬러지가 1차적으로 흡착되고 충진밀도가 큰 영역에서는 작은 입자의 슬러지가 2차적으로 흡착된다.
결국, 본 발명에 의하면, 동일한 양의 오염수를 짧은 시간 내에 여과시킬 수 있는 효과와, 오염수가 각 유연성 섬유사들을 균일하게 통과하게 됨으로써 여과저항이 작아지고 슬러지 흡착효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀여과장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀여과장치의 부분단면도이고, 도 2는 유연성 섬유사들이 고정되는 하단고정판의 평면도이며, 도 3은 도 2의 D부분 확대도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에 따른 정밀여과장치의 여과공정을 설명하기 위한 도면이며,도 5는 본 발명 일실시예에 따른 정밀여과장치의 역세척공정을 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 정밀여과장치는 외통부재(1)와 내통부재(5)와 유연성 섬유사(6)들과 연결수단을 포함하여 이루어진다.
상기 외통부재(1)는 여과되어야 할 오염수가 유입되는 부분으로, 내부가 비어 잇는 통형상을 가지고 오염수 유입구(11a)가 마련되어 있다. 본 실시예에서 상기 외통부재(1)는 오염수 유입용 자켓(11)과 여과수 배출용 자켓(12)으로 이루어진다.
상기 오염수 유입용 자켓(11) 측에는 상기 오염수 유입구(11a)가 형성되어 있고, 아래에서 설명될 역세척공정시에 역세척수를 상기 외통부재(1)의 외부로 배출시키기 위한 역세척수 배출구(11b)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 여과수 배출용 자켓(12)에는 여과수 배출구(12a)가 형성되어 있고, 그 여과수 배출구(12a)에는 여과수를 처리수조(미도시)로 배출시키기 위한 여과수 배출관(2)이 접속된다. 본 실시예에서 상기 여과수 배출관(2)은 초기여과수 유출구(21)와 2차여과수 유출구(22)를 가진다. 상기 초기여과수 유출구(21)는 최초에 상기 내통부재(5)의 내부를 경유하여 배출되는 여과수가 배출되는 부분이고, 상기 2차여과수 유출구(22)는 최초 이후에 여과된 여과수가 배출되는 부분이다. 이와 같이, 초기여과수를 따로 배출시켜 저장하여 둠으로써 초기여과수의 여과정도와 2차여과수의 여과정도를 비교하여 상기 유연성 섬유사(6)의 교체시기를 분석할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 오염수 유입구(11a)에는 도시되지 않은 오염수 유입관이 접속되고, 상기 여과수 배출용 자켓(12)의 여과수 배출구(12a)에는 아래에서 설명될 역세척공정시 역세척을 위한 공기가 유입되는 공기 공급관(3)과 역세척수가 유입되는 역세척수 공급관(4)이 접속된다.
상기 내통부재(5)는 상기 외통부재(1)의 내부에 배치되고, 상기 외통부재(1)와 마찬가지로 통 형상을 가진다. 상기 내통부재(5)는 제1구멍(51a)들이 형성되어 있는 상단고정판(51)과 제2구멍(52b)들이 형성되어 있는 하단고정판(52)을 구비한다. 상기 제1구멍(51a)은 상기 외통부재(1)의 내부로 유입된 오염수가 상기 내통부재(5)의 내부로 유입될 수 있게 하고, 상기 제2구멍(52b)은 상기 내통부재(5)의 내부로 유입되는 오염수가 외부로 배출될 수 있게 한다. 한편, 상기 하단고정판(52)은 도 2에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 상기 각 유연성 섬유사(6)의 하단이 고정 되는 복수의 고정구(52a)를 가진다. 상기 고정구(52a)는 도 3에 잘 도시되어 있으며, 상기 각 제2구멍(52b)은 상기 고정구(52a)를 방사형으로 둘러서 형성되어 있다.
상기 각 유연성 섬유사(6)는 상기 내통부재(5)의 내부로 유입된 오염수에 포함되어 있는 부유고형물질(suspended solid), 조류(algae), 미세입자(particle size) 등(이하 '슬러지'라 한다)을 흡착하여 여과시키기 위한 것으로, 상기 내통부재(5)의 내부에 배치되고 하단이 상기 하단고정판(52)에 고정되고 상단이 상기 상단고정판(51)에 연결된다.
이와 같이, 상기 각 유연성 섬유사(6)의 상단과 하단이 고정되어 있어서 오염수가 상기 내통부재(5)의 내부로 유입되는 경우에 도 4와 같이 균일하게 팽창하게 된다. 한편, 상기 유연성 섬유사(6)들의 팽창은 아래에서 설명될 신축성을 가지는 연결고리에 의해 가능하게 되는 것이다. 이와 같이, 각 유연성 섬유사(6)들의 균일한 팽창은 각 유연성 섬유사(6)들이 서로 겹쳐짐으로써 발생되는 충진밀도를 균일하게 형성하여 줌으로써, 각 유연성 섬유사(6)가 고르게 슬러지를 흡착할 수 있어서 슬러지의 흡착효율을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에서 상기 각 유연성 섬유사(6)와 상단고정판(51) 간의 연결을 위한 연결수단은 복수쌍의 연결고리이다. 상기 한 쌍의 연결고리(7)들 중 어느 하나(71)와 다른 하나(72)는 신축되는 정도가 다른 탄성을 가진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 각 유연성 섬유사(6)의 상단이 동일하게 배치되어 있는 상태에서 오염수가 상기 내통부재(5)의 내부로 유입되면, 도 4와 같이 한 쌍의 연결고리(7)들 중 어느 하나(71)는 짧은 길이로 신장되고 다른 하나(72)는 긴 길이로 신장된다.
이와 같이 되면, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 각 유연성 섬유사(6)들이 겹쳐짐으로써 형성되는 충진밀도가 서로 다르게 됨으로써, 충진밀도가 작은 부분 측에서 큰 입자의 슬러지가 1차적으로 흡착되게 하고 충진밀도가 큰 부분 측에서 작은 입자의 슬러지가 2차적으로 흡착되게 한다. 결국, 슬러지의 입자의 크기에 따라 슬러지의 흡착이 서로 다른 영역에서 이루어지게 됨으로써, 여과시간이 단축되고 충진밀도가 큰 부분 측에서 작은 입자의 슬러지를 흡착시킴으로써 여과효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 의한 정밀여과장치의 여과공정 및 역세척공정을 설명하고, 각 공정에 따른 본 발명의 작용을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 의한 정밀여과장치의 여과공정이 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 오염수가 외통부재(1)의 내부로 유입된 후 내통부재(5)의 제1구멍(51a)을 통과하게 되면, 그 오염수에 포함되어 있는 슬러지는 복수의 유연성 섬유사(6)들에 흡착된다.
특히, 본 발명에서는 한 쌍의 연결고리(7)들 중 어느 하나(71)는 상대적으로 짧게 신장되고 다른 하나(72)는 길게 신장됨으로써, 인접한 유연성 섬유사(6)들 간의 겹쳐지는 영역이 충진밀도가 크게 형성되는 영역과 충진밀도가 작게 형성되는 영역으로 분리되게 된다.
충진밀도가 작은 영역에서는 큰 입자의 슬러지가 1차적으로 흡착되고, 충진밀도가 큰 영역에서는 작은 입자의 슬러지가 2차적으로 흡착됨으로써, 동일한 양의 오염수를 짧은 시간 내에 여과시킬 수 있게 된다. 또한, 각 유연성 섬유사(6)의 하단은 내통부재(5)의 하단고정판(52)에 고정되고, 상단은 상기 연결고리를 통해 내통부재(5)의 상단고정판(51)에 고정되어 있어서, 오염수가 각 유연성 섬유사(6)들을 균일하게 통과하게됨으로써 여과저항이 작아지고 슬러지 흡착효율을 높일 수 있게 된다.
오염수가 상기 각 유연성 섬유사(6)들을 경유함으로써 발생되는 여과수는, 내통부재(5)의 제2구멍(52b)을 통과하여 여과수 배출용 자켓(12)에 유입된 후 여과수 배출관(2) 여과수 배출구(12a)에 접속되어 있는 여과수 배출관(2) 측으로 배출된다.
본 실시예에서는 상기 여과수 배출관(2)에 초기여과수 유출구(21)와 2차여과수 유출구(22)가 마련되어 있어, 최초에 여과된 여과수를 따로 저장하여 두고 최초 이후 여과된 여과수와 비교하여 시간경과에 따른 유연성 섬유사(6)들의 여과성능을 진단 및 분석할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 정밀여과장치의 역세척공정을 도시한 도면이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 여과수 배출관(2)이 개폐밸브(미도시)를 통해 역세척수 공급관(4)과 공기 공급관(3)을 통해 여과수 배출용 자켓(12)의 내부로 유입된 후 상기 내통부재(5)의 하단고정판의 제2구멍(52b)을 통해 역세척수와 공기가 상기 내통부재(5)의 내부로 유입된다. 이와 같이 되면, 신장되어 있는 연결고리가 압축됨과 동시에 각 유연성 섬유사(6)가 신장되어 원래의 형상으로 복원되고, 이러한 상태에서 상기 각 유염성 섬유사에 흡착되어 있는 슬러지가 상기 역세척수와 공기에 의해 탈리된다. 탈리된 슬러지는 상기 내통부재(5)의 제1구멍(51a)을 경유하여 역세척수 배출구(11b)를 통해 외부로 배출된다.
한편, 도 4에 도시된 여과공정과 도 5에 도시된 역세척공정에 도시된 바와 같이, 오염수의 유입방향과 역세척수의 유입방향이 반대방향으로 형성됨으로써, 오염수와 역세척수가 동일한 방향으로 유입되는 구조에 비해 슬러지의 탈리효율을 높일 수 있게 된다. 즉, 오염수와 역세척수가 동일한 방향으로 유입되는 구조에 의하면, 슬러지의 흡착방향과 탈리방향이 동일하게 이루어지게 됨으로써, 그 탈리가 원활하게 이루어지지 않게 되는데, 본 발명에 의하면 슬러지의 흡착방향과 탈리방향이 서로 다르게 됨으로써, 슬러지의 원활한 탈리를 가능하게 한다.
본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀여과장치의 부분단면도.
도 2는 유연성 섬유사들이 고정되는 하단고정판의 평면도.
도 3은 도 2의 D부분 확대도.
도 4는 본 발명 일실시예에 따른 정밀여과장치의 여과공정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명 일실시예에 따른 정밀여과장치의 역세척공정을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:외통부재 11:오염수 유입용 자켓
11a:오염수 유입구 11b:역세척수 배출구
12:여과수 배출용 자켓 12a:여과수 배출구
2:여과수 배출관 21:초기여과수 유출구
22:2차여과수 유출구 3:공기 공급관
4:역세척수 공급관 5:내통부재
51:상단고정판 51a:제1구멍
52:하단고정판 52a:고정구
52b:제2구멍 6:유연성 섬유사
7:한 쌍의 연결고리

Claims (4)

  1. 여과되어야 할 오염수가 유입되는 외통부재(1);
    상기 외통부재(1)의 내부에 배치되고, 상기 외통부재(1)를 경유한 오염수가 통과되는 복수의 제1구멍(51a)을 가지는 상단고정판(51)과 상기 상단고정판(51)의 각 제1구멍(51a)을 통과한 오염수가 상기 외통부재(1)의 외부로 배출될 수 있도록 복수의 제2구멍(52b)을 가지는 하단고정판(52)를 구비하는 내통부재(5);
    상기 내통부재(5)의 내부로 유입된 오염수에 포함되어 있는 슬러지를 흡착시킬 수 있도록, 상기 내통부재(5)의 내부에 배치되고 하단이 상기 내통부재(5)의 하단고정판(52)에 고정되며 상단이 상기 내통부재(5)의 상단고정판(51)에 연결되는 복수의 유연성 섬유사(6); 및
    상기 각 유연성 섬유사(6)의 상단과 상기 내통부재(5)의 상단고정판(51)을 연결시키기 위한 것으로, 신축되는 정도가 다르고 탄성을 가진 한 쌍의 연결고리(7)를 복수개 구비하며, 상기 한 쌍의 연결고리(7) 중 어느 하나(71)는 상기 유연성 섬유사(6)들 중 어느 하나와 상기 상단고정판(51)을 서로 연결시키고, 상기 한 쌍의 연결고리(7) 중 다른 하나(72)는 상기 어느 하나의 연결고리가 결합된 유연성 섬유사(6)에 인접한 유연성 섬유사(6)와 상기 상단고정판(51)을 서로 연결시키는 연결수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정밀여과장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외통부재(1)는, 상기 하단고정판(52)의 제2구멍(52b)을 통과함으로써 발생되는 여과수가 일시적으로 수용되며, 상기 여과수를 배출시키기 위한 여과수 배출관(2)이 접속되는 통형의 여과수 배출용 자켓(12)을 구비하는 것을 특징으로 하는 정밀여과장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유연성 섬유사(6)에 흡착되어 있는 부유물질을 탈리시킬 수 있도록, 상기 여과수 배출용 자켓(12)에 접속되고 상기 내통부재(5)의 하단고정판(52)의 제2구멍(52b)에 역세척을 위한 역세척수를 주입시키기 위한 역세척수 공급관(4)과, 상기 여과수 배출용 자켓(12)에 접속되고 역세척용 공기를 주입시키기 위한 공기 공급관(3)을 구비하는 것을 특징으로 하는 정밀여과장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오염수가 상기 내통부재(5)의 내부로 유입됨으로써 부풀어진 유연성 섬유사(6)들을 원래의 형상으로 복원시켜서, 상기 역세척수에 의해 탈리된 부유물질이 상기 내통부재(5)의 하단고정판(52)을 통해 원활하게 배출될 수 있도록, 상기 역세척수와 공기는 상기 오염수가 유입되는 방향과 반대방향으로 주입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 정밀여과장치.
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