KR101010350B1 - Backwashable filtration apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해수 또는 담수에 포함된 이물질 및 미생물을 여과하는 중에도 필터를 역세척 할 수 있는 역세척 여과장치에 관한 것으로, 유출관이 형성된 몸체와, 몸체에 일측이 삽입되는 유입관, 유입관의 일측 단부에 설치되되, 중심부에는 중공부(中空部)가 형성되고 외주면에는 복수의 통공이 형성된 허브(hub)와, 허브의 상하측 가장자리에 결합되고 내부에 공간이 형성된 필터를 각각 포함하고, 복수의 허브의 중공부가 서로 연결되어 유입관을 연장하는 형상으로 설치되는 복수의 디스크 필터, 유입관 내에 일측이 삽입되는 드레인관, 일단부가 드레인관의 일측 단부에 회전 가능하게 연결되고, 복수의 허브의 중공부 내에 삽입되며, 단부에 흡입구가 각각 형성된 복수의 흡입부가 길이방향을 따라 외주면에 돌출 형성되는 흡입관 및 흡입관을 회전시키는 구동장치를 포함하되, 흡입관이 회전하면 흡입관에 형성된 흡입구가 허브에 형성된 복수의 통공과 순차적으로 연결되는 역세척 여과장치가 제공함으로써, 여과작업의 효율을 극대화 시킬 수 있고 자외선 및 광촉매의 살균효과로 디스크 필터에 고착생물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.The present invention relates to a backwash filtration apparatus capable of backwashing a filter even while filtering out foreign substances and microorganisms contained in seawater or freshwater, the body having an outlet pipe, and an inlet pipe having one side inserted into the body, It is installed at one end, the central portion is formed with a hollow portion (hollow part) and the outer peripheral surface includes a hub (hub) formed with a plurality of through holes, and a filter coupled to the upper and lower edges of the hub and the space formed therein, respectively, A plurality of disk filters installed in a shape in which the hollow portions of the hubs are connected to each other to extend the inflow pipe, a drain pipe inserted into one side of the inflow pipe, and one end of the plurality of hubs rotatably connected to one end of the drain pipe, Is inserted into the hollow portion, the suction portion formed in each of the suction port at the end to rotate the suction pipe and the suction pipe protruding to the outer peripheral surface along the longitudinal direction It includes a drive device, when the suction pipe is rotated by the suction port formed in the suction pipe is provided with a backwash filtration device sequentially connected to a plurality of through-holes formed in the hub, it can maximize the efficiency of the filtration work and sterilization effect of UV and photocatalyst The adherent organisms can be prevented from adhering to the furnace disk filter.
선박평형수, 여과, 디스크 필터, 역세척 Ballast Water, Filtration, Disc Filters, Back Washing
Description
본 발명은 역세척 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수 또는 담수에 포함된 이물질 및 미생물을 여과하는 중에도 필터를 역세척 할 수 있는 역세척 여과장치에 관한 것이다.The present invention relates to a backwash filtration apparatus, and more particularly, to a backwash filtration apparatus capable of backwashing a filter while filtering foreign substances and microorganisms contained in seawater or freshwater.
선박에는 선박의 균형 및 흘수를 조절하기 위한 밸러스트 탱크가 설치된다. 보다 상세히 설명하자면, 선박에 화물을 적재하였을 때 선박의 전후 또는 좌우 균형이 맞지 않게 되는 경우가 있다. 이럴 경우에 선체에 설치된 밸러스트 탱크에 선박평형수(船舶平衡水, ballast water)를 유입 또는 유출시켜 선박의 균형을 유지한다.The ship is fitted with ballast tanks to control the balance and draft of the ship. In more detail, when the cargo is loaded on the ship, there is a case where the front, rear, left and right balance of the ship is not balanced. In this case, ballast water is introduced into or out of the ballast tanks installed on the hull to maintain the balance of the ship.
그리고, 선박은 일반적으로 화물을 적재한 상태일 때 경제적이고 안정적인 운항이 가능하도록 설계되므로, 화물의 적재량에 따라 밸러스트 탱크 내의 선박평형수의 양을 조절하여, 선박이 화물을 적재한 상태와 유사한 조건이 되도록 한다.In addition, since the ship is generally designed to enable economic and stable operation when the cargo is loaded, the amount of ballast water in the ballast tank is adjusted according to the cargo load, so that the conditions similar to those in which the cargo is loaded To be
여기서, 밸러스트 탱크 내의 선박평형수의 양은 통상 펌프로 선박 주변의 해수 또는 담수를 밸러스트 탱크로 유입 또는 유출시키는 방법으로 조절된다. 그런데, 선박평형수를 밸러스트 탱크에 유입시키는 과정에서 선박이 위치하는 지역의 이물질, 즉 자갈, 모래, 진흙 등의 무기물질뿐만 아니라, 어패류, 갑각류, 플랑크톤 등과 같은 생물체 및 유기물질 등이 함께 유입된다.Here, the amount of ballast water in the ballast tank is controlled by a method of inflow or outflow of seawater or fresh water around the vessel into the ballast tank by a pump. However, in the process of introducing the ballast water into the ballast tank, foreign substances in the area where the vessel is located, ie, inorganic materials such as gravel, sand, and mud, as well as living organisms and organic materials such as shellfish, shellfish, and plankton are introduced together. .
따라서, 선박이 원거리를 운항할 경우, 이러한 이물질이 밸러스트 탱크 내에 침전 및 고착되어, 밸러스트 탱크의 기능을 저하시킬 수 있다. 또한, 선박이 화물을 적재하면서 밸러스트 탱크 내의 선박평형수를 유출시킬 때 상술한 바와 같은 생물체 및 유기물질 등이 함께 유출되므로, 주변 생태계에 변화가 초래되어 환경에 악영향을 초래한다.Therefore, when the ship is operated over a long distance, such foreign matter may settle and settle in the ballast tank, which may reduce the function of the ballast tank. In addition, when the vessel loads the cargo ballast water in the ballast tank while loading the cargo, the living organisms and organic substances as described above are leaked out together, causing a change in the surrounding ecosystem and adversely affect the environment.
국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)의 자료에 따르면, 1950년대 이후 2007년까지 콜레라와 유럽 녹게, 아시아 다시마, 북태평양 불가사리 등이 선박평형수를 통해 세계 각지로 이주해 생태계 교란, 유해 병원균 유입 등의 피해를 발생시켰으며, 이로 인한 연간 피해액이 세계적으로 100조원에 달한다.According to data from the International Maritime Organization (IMO), cholera, European greenfish, Asian kelp, and North Pacific starfish migrated to other parts of the world through ballast water from the 1950s to 2007. It caused damages, resulting in annual damages of 100 trillion won worldwide.
이에 따라, 국제해사기구는 선박평형수로 인한 생태계 피해를 막기 위해 2004년 선박평형수 정화 규정을 도입하였고, 이 규정을 준수하지 못한 선박은 2009년부터 항구에 입항할 수 없게 하였다. 따라서, 원거리 항해를 하는 선박은 선박평형수에 포함된 생물체나 유기물질과 같은 이물질을 제거할 수 있는 장치를 필수적으로 설치해야 하는 실정이다.Accordingly, the International Maritime Organization introduced the Ballast Water Purification Regulation in 2004 to prevent ecosystem damage caused by ballast water, and vessels that did not comply with this regulation were not allowed to enter ports in 2009. Therefore, a ship sailing a long distance is required to install a device that can remove the foreign matter, such as organisms or organic matter contained in the ballast water.
그런데, 원거리를 항해하는 유조선, 컨테이너선, LNG 운반선 등의 대형 선박에는 대량의 선박평형수가 사용된다. 예를 들어, 적재량이 25만 톤인 선박의 경우 약 10만 톤의 선박평형수를 사용한다.By the way, a large number of ballast water is used for large ships, such as a tanker, a container ship, and an LNG carrier, which sail | distantly sails. For example, a vessel with a load of 250,000 tonnes will use about 100,000 tonnes of ballast water.
그러므로, 대량의 해수 또는 담수를 신속하게 여과할 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, the development of a device that can quickly filter a large amount of sea water or fresh water is urgently required.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대량의 해수 또는 담수에 포함된 이물질을 신속하게 여과하여 제거할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the necessity as described above, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of quickly filtering and removing foreign matter contained in a large amount of sea water or fresh water.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 유출관이 형성된 몸체와, 몸체에 일측이 삽입되는 유입관, 유입관의 일측 단부에 설치되되, 중심부에는 중공부(中空部)가 형성되고 외주면에는 복수의 통공이 형성된 허브(hub)와, 허브의 상하측 가장자리에 결합되고 내부에 공간이 형성된 필터와, 허브의 외주면에 방사상으로 설치되어 필터 내부의 공간을 복수로 구획하며 상기 필터를 지지하는 복수의 리브(rib)를 각각 포함하고, 복수의 허브의 중공부가 서로 연결되어 유입관을 연장하는 형상으로 설치되는 복수의 디스크 필터, 유입관 내에 일측이 삽입되는 드레인관, 일단부가 드레인관의 일측 단부에 회전 가능하게 연결되고, 복수의 허브의 중공부 내에 삽입되며, 단부에 흡입구가 각각 형성된 복수의 흡입부가 길이방향을 따라 외주면에 돌출 형성되는 흡입관 및 흡입관을 회전시키는 구동장치를 포함하되, 흡입관이 회전하면 흡입관에 형성된 흡입구가 허브에 형성된 복수의 통공과 순차적으로 연결되는 역세척 여과장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, the outlet pipe is formed, the inlet pipe is inserted into one side, the body is installed at one end of the inlet pipe, the central portion (中空 部) Is formed and the outer circumferential surface is formed with a hub having a plurality of through holes, a filter coupled to the upper and lower edges of the hub and having a space formed therein, and radially installed on the outer circumferential surface of the hub to partition the plurality of spaces inside the filter. A plurality of disc filters each having a plurality of ribs for supporting the filter, the hollow parts of the plurality of hubs being connected to each other and extending in the inlet pipe, a drain pipe having one side inserted into the inlet pipe, and one end thereof A plurality of suction portions rotatably connected to one end of the drain pipe, inserted into the hollow portion of the plurality of hubs, each of which has a suction port formed at the end thereof along the longitudinal direction Comprising a drive device for rotating the suction pipe and the suction pipe is formed to project to the main surface, if the suction pipe is rotated from the suction port formed in the suction pipe with a plurality of through holes and backwashing filtering unit are sequentially formed on the connection with the hub is provided.
여기서, 드레인관의 타단부에는 역세척 밸브가 설치되고, 역세척 밸브 또는 드레인관에는 음압을 발생시키는 흡입펌프가 더 설치될 수 있다.Here, the other end of the drain pipe, the back washing valve is installed, the back washing valve or the drain pipe may be further provided with a suction pump for generating a negative pressure.
이때, 역세척 여과장치의 유입관 및 유출관에는 각각 압력센서를 더 설치하여, 유입관 및 유출관 내의 압력차가 미리 설정된 값 이상일 경우 역세척 밸브가 개방되고, 흡입펌프 및 구동장치가 작동되도록 할 수 있다.At this time, the inlet and outlet pipes of the backwashing filtration device are further provided with a pressure sensor, so that the backwash valve is opened and the suction pump and the driving device are operated when the pressure difference in the inlet and outlet pipes is greater than a preset value. Can be.
또는, 역세척 여과장치에 일정한 시간마다 신호를 발하는 타이머를 더 설치하여, 타이머의 신호에 따라 미리 설정한 시간 동안 역세척 밸브가 개방되고, 흡입펌프 및 구동장치가 작동되도록 할 수도 있다.Alternatively, the timer may be further provided to the backwash filtration device at a predetermined time so that the backwash valve is opened for a preset time according to the timer signal, and the suction pump and the driving device are operated.
한편, 디스크 필터의 필터로는 웨지 와이어 필터(wedge wire filter) 또는 와이어 메쉬 필터(wire mesh filter)가 사용될 수 있다.Meanwhile, a wedge wire filter or a wire mesh filter may be used as the filter of the disc filter.
그리고, 디스크 필터에는 복수의 리브 각각의 단부를 연결하는 림(rim)이 더 설치될 수 있고, 복수의 리브는 허브에서 멀어질수록 허브의 중심축 방향 두께가 얇아지는 형상을 가질 수 있다.The disc filter may further include a rim connecting the ends of each of the plurality of ribs, and the plurality of ribs may have a shape in which the thickness of the hub in the central axis direction becomes thinner as the distance from the hub increases.
또한, 역세척 여과장치의 몸체에는 살균물질이 주입되는 살균물질 주입구가 형성될 수 있으며, 역세척 여과장치에는 흡입부의 위치를 감지하는 위치감지센서를 더 설치될 수 있다. 여기서, 위치감지센서는 구동장치에 설치되어 흡입관이 회전된 정도를 감지하는 각도센서일 수 있다.In addition, the body of the backwash filtration apparatus may be formed with a sterilizing material inlet for sterilizing material injection, the backwash filtration apparatus may be further provided with a position sensor for detecting the position of the suction unit. Here, the position detection sensor may be an angle sensor installed in the driving device to detect the degree of rotation of the suction pipe.
한편, 역세척 여과장치의 몸체의 내측면에는 몸체 내부로 자외선을 조사하는 자외선 발광 모듈이 설치될 수 있다. 그리고, 역세척 여과장치에는 구동장치에 일단부가 연결되는 세척팔 및 세척팔의 타단부에 부착되는 브러시가 더 포함되어, 구동장치에 의해 세척팔이 회전되면 브러시에 의해 자외선 발광 모듈의 표면이 세척 되도록 할 수 있다. 또한, 디스크의 표면에는 광촉매가 코팅될 수 있다.On the other hand, the inner surface of the body of the backwash filtration apparatus may be provided with an ultraviolet light emitting module for irradiating ultraviolet rays into the body. The backwash filtration apparatus further includes a washing arm connected to one end of the driving device and a brush attached to the other end of the washing arm. When the washing arm is rotated by the driving device, the surface of the ultraviolet light emitting module is washed by the brush. You can do that. In addition, a photocatalyst may be coated on the surface of the disk.
본 발명은 해수 또는 담수를 여과하는 도중에도 필터를 역세척 할 수 있는 역세척 여과장치를 제공하여, 필터를 청소하기 위하여 해수 또는 담수 여과작업을 중지할 필요가 없으면서도 필터의 성능이 지속적으로 유지되도록 함으로써, 여과작업의 효율이 극대화 될 수 있으며, 자외선 및 광촉매의 살균효과로 디스크 필터에 고착생물(固着生物)이 부착되는 것을 방지할 수 있다.The present invention provides a backwash filtration apparatus capable of backwashing a filter even while filtering seawater or freshwater, so that the performance of the filter is continuously maintained without having to stop the seawater or freshwater filtration to clean the filter. By doing so, the efficiency of the filtration operation can be maximized, and the adherent organism (固 着 生) can be prevented from adhering to the disk filter due to the sterilization effect of ultraviolet light and photocatalyst.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 종단면도가 도시되어 있다.Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view of the backwash filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 역세척 여과장치(100)는 몸체(101), 복수의 디스크 필터(150), 흡입관(140) 및 구동장치(141)로 대별된다.Referring to FIG. 1, the
내부에 공간이 형성되고 일부분에는 유출관(103)이 형성된 몸체(101)에는 유입관(110)의 일측이 삽입된다. 유입관(110)의 몸체(101) 내로 삽입된 부분의 단부에는 복수의 디스크 필터(150)가 설치된다. 복수의 디스크 필터(150) 중 가장 상측에 위치한 것의 중심부에는 덮개(111)가 설치된다.One side of the
한편, 몸체(101)에는 드레인관(130)이 설치된다. 드레인관(130)의 일측은 몸체(101) 및 유입관(110)을 관통하여, 드레인관(130)의 일측 단부가 유입관(110) 내 에 위치되도록 설치된다.On the other hand, the
드레인관(130)의 일측 단부에는 흡입관(140)의 일단부가 회전 가능하게 연결된다. 이때, 흡입관(140)은 복수의 디스크 필터(150)의 중심부가 형성하는 공간에 위치되도록 설치된다. 드레인관(130)의 타단부에는 덮개(111)를 관통하여 설치된 구동축(142)의 일단부가 연결되고, 구동축(142)의 타단부는 몸체(101)의 상부에 설치된 구동장치(141)에 연결된다.One end of the
그리고, 드레인관(130)의 타단부에는 드레인관(130)을 개폐하는 역세척 밸브(133)가 설치된다.The other end of the
여기서, 역세척 여과장치(100)의 구조를 상세히 설명하기 위해 도 2 및 도 3을 참조하여 디스크 필터(150) 및 흡입관(140)의 구조를 먼저 설명하기로 한다.Here, the structure of the
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치(도 1의 100 참조)에 사용되는 디스크 필터(150)의 분해사시도가 도시되어 있다.2 shows an exploded perspective view of a
도 2를 참조하면, 디스크 필터(150)는 허브(151), 리브(152) 및 필터(155)로 대별된다.Referring to FIG. 2, the
허브(151)의 중심부에는 중공부가 형성되고, 허브(151)의 외주면에는 복수의 통공(154)이 형성된다. 통공(154)은 허브(151)의 외주면으로부터 중공부까지 관통되도록 형성되며, 복수의 통공(154)은 허브(151)의 외주면 둘레를 따라 형성된다.A hollow portion is formed at the center of the
한편, 허브(151)의 외주면에는 복수의 리브(152)가 방사상으로 설치 또는 돌출 형성된다. 이때, 리브(152)는 허브(151)의 외주면 중 통공(154)이 형성되지 않은 부분에 설치 또는 돌출 형성된다. 그리고, 허브(151)의 상하측 가장자리 부분에 는 필터(155)가 결합된다.Meanwhile, a plurality of
필터(155)는 중심부에 통공이 형성된 원반 형상을 갖는다. 필터(155)의 중심부에 형성된 통공의 크기는 허브(151)의 지름 보다 다소 작아서, 복수의 필터(155)가 각각 허브(151)에 결합되면, 복수의 필터(155) 각각의 중심부에 형성된 통공의 가장자리 부분이 허브(151)의 상하측 가장자리 부분에 결합된다.The
허브(151)에 결합된 복수의 필터(155)는 내부에 공간을 형성하게 되는데, 이 공간은 복수의 리브(152)에 의해 리브(152)의 수만큼 구획으로 나눠지게 된다. 즉, 리브(152)에 의해 구획되는 복수의 공간 각각에는 통공(154)이 하나씩 존재하게 된다. 또한, 필터(155)는 리브(152)에 의해 지지되어, 필터(155)의 일부분에 다소 힘이 가해져도 내부에 형성된 공간을 유지하게 된다.The plurality of
따라서, 디스크 필터(150)는 전반적으로 내부에 공간이 형성된 중공 디스크 형상을 갖게 된다.Therefore, the
한편, 디스크 필터(150)의 외측 가장자리에는 복수의 리브(152) 각각의 단부를 연결하는 림(rim, 153)이 더 설치되어, 디스크 필터(150)의 구조적인 견고성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the outer edge of the
즉, 디스크 필터(150)에 림(153)이 설치되지 않는 경우에는 복수의 필터(155)의 외측 가장자리 부분이 서로 접합되므로, 복수의 필터(155)는 복수의 리브(152)에 의해서만 지지된다. 반면, 디스크 필터(150)에 림(153)이 설치되면 복수의 필터(155)의 외측 가장자리 부분이 림(153)에 접합되고, 복수의 리브(152) 각각의 단부가 서로 연결되므로, 디스크 필터(150)의 전반적인 구조적 견고성이 향상된 다.That is, when the
한편, 도 1을 참조하여 설명했던 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치(도 1의 100 참조)에는 디스크 필터(150)가 복수로 설치된다. 여기서, 디스크 필터(150)는 허브(151)의 중심축 방향으로 복수개가 연결된다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 1, a plurality of
그런데, 디스크 필터(150)를 복수로 사용하게 될 경우, 인접한 디스크 필터(150) 사이의 간격이 좁아지게 된다. 따라서, 인접한 디스크 필터(150)에 설치된 필터(150) 사이로 유입되는 유체의 유동이 원활하지 못하게 될 수 있다.However, when a plurality of
이를 방지하기 위하여, 복수의 리브(152)가 허브(151)에서 멀어지는 방향, 즉 복수의 리브(152) 각각의 단부 방향으로 갈수록 허브(151)의 축방향 두께가 얇아지도록 할 수 있다. 이와 같이 리브(152)의 두께가 얇아지면 디스크 필터(150) 또한 가장자리로 갈수록 두께가 얇아져서, 복수의 디스크 필터(150)의 인접한 필터(155) 사이의 간격이 멀어지게 되므로, 인접한 필터(155) 사이의 유체의 유동이 원활해진다.To prevent this, the thickness of the axial direction of the
상술한 바와 같은 구조를 갖는 디스크 필터(150)는, 유체가 허브(151)의 중공부 및 통공(154)을 거쳐 필터(155) 내부의 공간으로 유입된 후, 필터(155)를 통과하게 된다. 또는 필터(155)를 통과하면서 걸러진 유체가 통공(154)을 통과하여 허브(151)의 중공부로 유출될 수도 있다.In the
참고로, 필터(155)로는 도시된 바와 같이 와이어 웨지 와이어 필터를 사용할 수도 있고, 도시되지는 않았으나 강선을 엮어서 제작한 메쉬를 이용한 와이어 메쉬 필터를 사용할 수도 있다. 와이어 메쉬 필터를 사용하는 경우에는 여러 겹의 메쉬 를 겹쳐서 필터(155)를 제작할 수도 있다.For reference, the
한편, 설명하지 않은 부호는 지지로드(157)로서, 웨지 와이어 필터에 관하여는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.In addition, reference numeral which is not described is the
도 3에는 도 2에 A로 표시된 부분이 확대 도시되어 있다.3 is an enlarged view of the portion indicated by A in FIG. 2.
도 3을 참조하면, 단면이 삼각형인 복수의 웨지 와이어(156)가 일정한 간격으로 지지 로드(157)에 고정되어 있다. 따라서, 유체가 복수의 웨지 와이어(156) 사이에 형성된 좁은 틈(S2)을 통과하게 될 경우, 유체에 포함된 고체입자 중 좁은 틈(S2)의 지름 보다 큰 고체입자는 웨지 와이어(156)에 걸려 통과하지 못하게 된다.Referring to FIG. 3, a plurality of
그런데, 웨지 와이어(156)의 넓은 틈(S1) 방향에서 고체입자가 포함된 유체가 유입되는 경우, 고체입자가 웨지 와이어(156)의 넓은 틈(S1)과 좁은 틈(S2) 사이에 끼어 빠지지 않는 경우가 발생될 수 있다.However, when a fluid containing solid particles flows in the wide gap S1 of the
따라서, 웨지 와이어 필터(도 2의 150 참조)는 좁은 틈(S2) 방향에서 고체입자가 포함된 유체가 유입되도록 하여 사용하는 것이 일반적이며, 좁은 틈(S2)에 의해 걸러진 고체입자를 제거할 때에만 이물질이 포함되지 않은 유체를 넓은 틈(S1) 방향에서 역분사하여 고체입자들이 제거되도록, 즉 역세척(backwash) 한다.Therefore, the wedge wire filter (see 150 of FIG. 2) is generally used to allow the fluid containing the solid particles to flow in the narrow gap S2, and when removing the solid particles filtered by the narrow gap S2. Only the liquid containing no foreign matter is back sprayed in the direction of the wide gap S1 so that the solid particles are removed, that is, backwashed.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 사용되는 디스크 필터(도 2의 150 참조)에 웨지 와이어 필터를 적용할 경우에는 필터(도 2의 155 참조)의 좁은 틈(S2)이 형성된 부분이 리브(152) 방향을 향하도록 하여, 디스크 필터(도 2의 150 참조)에 의해 걸러진 이물질이 디스크 필터(도 2의 150 참조) 내에 잔류하도록 한다.Therefore, when the wedge wire filter is applied to the disc filter (see 150 of FIG. 2) used in the embodiment of the present invention, the portion in which the narrow gap S2 of the filter (see 155 of FIG. 2) is formed is a
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 흡입관의 작동을 설명하기 위한 부분사시도가 도시되어 있다.Figure 4 is a partial perspective view for explaining the operation of the suction pipe of the backwash filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 도 1을 참조하여 설명하였던 바와 같이, 드레인관(130)의 일측 단부에 흡입관(140)의 일단부가 회전연결부(131)에 의해 회전 가능하게 연결된다. 그리고, 흡입관(140)의 타단부에는 구동장치(141)에 연결된 구동축(142)이 연결된다.Referring to FIG. 4, as described with reference to FIG. 1, one end of the
흡입관(140)의 외주면에는 길이방향을 따라 복수의 흡입부(145)가 돌출 형성된다. 복수의 흡입부(145) 각각의 단부에는 흡입구(146)가 형성된다.A plurality of
이때, 흡입구(146)가 형성된 흡입부(145)의 단부는 호(弧) 형상을 가질 수 있다. 흡입구(146) 부분의 호는 흡입관(140)의 중심축을 기준으로 하여, 수평방향으로 허브(도 2의 151 참조)의 중공부의 내측 반경과 같은 곡률반경을 갖는다. 즉, 흡입구(146)의 가장자리 부분은 상하측이 가장 돌출된 형상을 갖는다.In this case, an end portion of the
따라서, 흡입부(145)가 허브(도 2의 151 참조)의 중공부에 삽입되되, 허브(도 2의 151 참조)의 중심축과 흡입관(140)의 중심축이 일치하도록 삽입되면, 흡입구(146)의 가장자리 부분이 통공(도 2의 154 참조)의 가장자리 부분에 밀착된다. 여기서, 흡입구(146)와 통공(도 2의 154 참조)은 상응하는 직경을 갖는다.Therefore, when the
도 5는 도 1에 표시된 X-X'직선에 의한, 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 횡단면도이다.5 is a cross-sectional view of the backwash filtration apparatus according to one embodiment of the present invention, taken along the line X-X 'shown in FIG.
도 1 및 도 5를 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 구조 및 작동에 대하여 설명한다.1 and 5 will be described with reference to the structure and operation of the backwash filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
유입관(110)의 단부에는 복수의 디스크 필터(150)의 허브(151)에 형성된 중공부가 서로 연결되어 유입관(110)을 연장하는 형상으로 설치된다. 즉, 복수의 허브(151)가 연결되어 형성되는 공간은 내주면에 복수의 통공(154)이 형성된 원통 형상을 갖게 된다.Hollow portions formed on the
이와 같이, 복수의 허브(151)에 의해 형성되는 원통 형상의 공간에 흡입관(140)이 회전 가능하게 설치된다. 이때, 흡입관(140)은, 복수의 디스크 필터(150)의 허브(151)에 의해 형성되는 원통형상의 공간의 중심축과 흡입관(140)의 중심축이 일치되도록 설치된다.In this manner, the
따라서, 흡입관(140)이 회전하면, 흡입관(140)에 형성된 복수의 흡입구(146)가 허브(151)에 형성된 복수의 통공(154)과 순차적으로 하나씩 연결된다.Therefore, when the
상술한 바와 같은 구조를 갖는, 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치(100)는 다음과 같이 작동된다. 단, 도면에 표시된 화살표는 해수 또는 담수의 유동 방향을 나타낸 것이다.The
유입관(110)을 통하여 유입된 해수 또는 담수는 복수의 디스크 필터(150)의 허브(151)가 형성하는 원통형의 공간으로 유입된다. 이후 해수 또는 담수는 허브(151)에 형성된 복수의 통공(154)을 통하여 디스크 필터(150) 내로 유입된다.Sea water or fresh water introduced through the
디스크 필터(150) 내로 유입된 해수 또는 담수는 필터(155)를 통과하게 되는데, 이 과정에서 해수 또는 담수에 포함되어 있던 이물질이 필터(155)에 의해 걸러져서 디스크 필터(150) 내의 공간에 잔류하게 된다.The seawater or freshwater introduced into the
디스크 필터(150)의 필터(155)에 의해 이물질이 제거된 해수 또는 담수(2)는 몸체(101) 내부의 공간을 거쳐 유출관(103)을 통하여 몸체(101) 외부로 유출된다.The seawater or
그런데, 이물질이 포함된 대량의 해수 또는 담수를 디스크 필터(150)로 거르게 되면, 디스크 필터(150) 내부의 공간에 다량의 이물질이 누적된다. 또한, 필터(155)의 내측 표면에도 이물질이 부착되어 필터(155)의 여과효율이 저하된다.However, when a large amount of seawater or fresh water containing foreign matter is filtered through the
이때, 역세척 밸브(133)를 개방하면 디스크 필터(150) 내부의 공간에 누적되어 있던 이물질이 몸체 내의 해수 또는 담수(2)와 함께 통공(154) 및 통공(154)에 연결되어 있는 흡입구(146)를 거쳐 흡입관(140)으로 유입된다.At this time, when the
흡입관(140)으로 유입된 이물질이 혼합된 해수 또는 담수(3)는 흡입관(140)에 연결된 드레인관(130)을 통하여 몸체(101) 외부로 배출된다. 이물질이 혼합된 해수 또는 담수(3)는 폐기처리를 하거나, 강 또는 바다로 다시 유입시키는 등 이물질의 성질에 따라 적절히 처리할 수 있다.Sea water or
그런데, 도 2를 참조하여 설명하였던 바와 같이, 디스크 필터(150)의 내부 공간은 복수의 림(152)에 의해 복수로 구획되고, 구획된 내부 공간에는 각각 하나의 통공(154)이 위치된다. 그러므로, 디스크 필터(150) 내부에 누적되었던 이물질이 흡입관(140)을 통하여 배출되는 부분, 즉 역세척이 되는 부분은 복수로 구획된 디스크 필터(150) 내의 공간 중 통공(154)과 흡입구(146)가 연결된 하나의 구획 부분이다.However, as described with reference to FIG. 2, the inner space of the
따라서, 디스크 필터(150) 내부 공간 전체에 누적된 이물질을 제거하기 위해서는 흡입관(140)을 회전시켜야 한다. 즉, 흡입관(140)이 회전하면서 흡입구(146)가 복수의 통공(154)과 순차적으로 하나씩 연결되면서, 복수로 구획된 디스크 필 터(150) 내부 공간 중 한 구획의 내부에 누적된 이물질을 순차적으로 흡입관(140)으로 유동시키는 역세척을 행하게 된다.Therefore, in order to remove the foreign matter accumulated in the entire inner space of the
이때, 복수의 통공(154) 중 흡입구(146)와 연결된 통공(154)이 위치하는 구획을 제외한 구획에는 유입관(110)으로 유입되는 해수 또는 담수(1)가 몸체(101) 내의 방향으로 유동되면서 해수 또는 담수(1)에 포함된 이물질이 걸러지게 된다.At this time, the seawater or fresh water (1) flowing into the
그러므로, 디스크 필터(150)에 부착된 이물질을 제거하기 위하여 역세척 여과장치(100)를 정지시킬 필요 없이, 역세척을 행하면서도 해수 또는 담수(1)는 지속적으로 여과되므로 역세척 여과장치(100)의 여과효율이 향상된다.Therefore, without the need to stop the
그런데, 디스크 필터(150) 내부 공간에 적정량의 이물질이 누적되기 전에 흡입관(140)을 계속 회전시키면 여과효율이 저하될 수 있다. 따라서, 디스크 필터(150)의 여과성능이 저하될 정도로 이물질이 누적되었는지의 여부를 확인할 필요가 있다.However, if the
따라서, 유입관(110) 및 유출관(103)에 각각 압력센서(121, 122)를 설치하여 두 압력센서(121, 122)의 압력차를 측정하면, 흡입관(140)을 회전시켜 디스크 필터(150) 내에 누적된 이물질의 제거가 필요한 정도를 알 수 있다.Therefore, when the
즉, 디스크 필터(150) 내에 이물질이 다량 누적되면 필터(도 2의 155 참조)의 내면에 이물질이 부착되어 필터(도 2의 155 참조)를 통과하는 해수 또는 담수(2)의 양이 감소된다. 따라서, 유입관(110)의 압력에 비해 유출관(103)의 압력이 점차 낮아지게 되며, 이 압력차가 증가될수록 역세척 여과장치(100)의 여과효율이 저하되고, 압력차가 더욱 증가되면 필터(도 2의 155 참조)가 손상될 수도 있다.That is, when a large amount of foreign matter accumulates in the
따라서, 두 압력센서(121, 122)의 압력차가 미리 설정한 값 이상으로 증가되면, 역세척 밸브(133)를 개방시키고 구동장치(141)를 작동시켜서 디스크 필터(150) 내부 공간에 누적된 이물질이 흡입관(140) 및 드레인관(130)을 통하여 배출되도록 하는 역세척이 행해지도록 할 수 있다.Therefore, when the pressure difference between the two
디스크 필터(150) 내부 공간에 누적된 이물질 및 필터(도 2의 155 참조)의 내면에 부착된 이물질이 제거되면 해수 또는 담수(1)가 디스크 필터(150)를 원활하게 통과하며 여과되므로, 두 압력센서(121, 122)의 압력차가 미리 설정한 값 미만으로 감소되어, 역세척 여과장치(100)는 해수 또는 담수(1)의 효율적인 여과를 지속할 수 있게 된다.When the foreign matter accumulated in the inner space of the
또는, 일정한 시간마다 신호를 발하는 타이머(도시되지 않음)를 설치하고, 이 타이머(도시되지 않음)의 신호에 따라 미리 설정한 시간 동안 역세척 밸브(133)를 개방시키고 구동장치(141)를 작동시켜서, 정기적으로 디스크 필터(150) 내부 공간에 누적된 이물질이 제거되도록 할 수도 있다.Alternatively, a timer (not shown) that issues a signal at a predetermined time is installed, and the
한편, 디스크 필터(150)의 복수로 구획된 부분 중 그 내부 공간의 이물질이 제거되지 않은 부분이 있는 경우에는 역세척 여과장치(100)의 여과효율이 최적화 되지 못한다. 따라서, 디스크 필터(150)의 내부 공간 전체의 이물질이 제거되도록 하기 위해서는 흡입관(140)이 충분히 회전하였는지 파악할 수 있어야 한다.On the other hand, when there is a portion in which the foreign matter in the internal space of the plurality of partitioned portion of the
따라서, 흡입부(145)의 위치를 파악할 수 있는 위치감지센서(도시되지 않음)를 설치하고, 이 위치감지센서(도시되지 않음)를 이용하여 흡입구(146)가 모든 통공(154)을 거쳤는지를 파악하도록 함으로써, 디스크 필터(150) 내부 공간 전체에 누적된 이물질이 제거되도록 할 수 있다.Therefore, a position detecting sensor (not shown) that can grasp the position of the
이러한 흡입부(145)의 위치를 파악하는 방법으로는, 디스크 필터(150)의 허브(151) 내에 흡입부(145)와 접촉되는 복수의 리미트 스위치(도시되지 않음) 등을 설치하여 흡입부(145)의 위치가 파악되도록 할 수 있다. 또는, 구동장치(141)에 흡입관(140)의 회전된 각도를 측정할 수 있는 각도센서(170)를 설치하여, 흡입구(146)의 위치가 파악되도록 할 수도 있다. 도시되지는 않았으나, 각도센서는 구동축에 설치될 수도 있다. 그 밖에도 흡입부(145)의 위치를 파악하기 위한 다양한 방법이 사용될 수 있다.As a method of determining the position of the
그런데, 디스크 필터(150) 내부 공간에 누적된 이물질이 효율적으로 제거되도록 하기 위해서는 흡입관(140)으로 유입되는 이물질이 포함된 해수 또는 담수(3)의 유속을 증가시킬 필요가 있다. 그러므로, 드레인관(130) 또는 역세척 밸브(133)에 흡입펌프(135)를 설치하여 드레인관(130) 및 흡입관(140)에 음압이 발생되도록 함으로써, 이물질이 포함된 해수 또는 담수(3)의 유속을 증가시킬 수 있다.However, in order to efficiently remove the foreign matter accumulated in the inner space of the
여기서, 이물질이 포함된 해수 또는 담수(3)의 유속을 증가시켜 디스크 필터(150) 내부 공간에 누적된 이물질을 제거하는데 소요되는 시간을 단축하게 되면, 디스크 필터(150) 전체를 해수 또는 담수(1)의 여과에 사용하는 시간이 증가되므로, 역세척 여과장치(100)의 여과효율도 증가하게 된다.Here, if the time required to remove the foreign matter accumulated in the inner space of the
따라서, 상술한 바와 같은 구조 및 작동을 하는 역세척 여과장치(100)는, 디스크 필터(150) 내에 누적된 이물질을 제거하기 위하여 해수 또는 담수(1) 여과작업을 중지할 필요가 없으면서도 디스크 필터(150)의 성능을 지속적으로 유지시킬 수 있으므로, 여과작업의 효율이 극대화된다.Accordingly, the
한편, 해수 또는 담수(1)에 포함된, 디스크 필터(150)에 의해 걸러지지 않을 정도로 작은 플랑크톤, 미생물 및 세균 등은 살균물질을 이용하여 제거할 수 있다. 따라서, 몸체(101)의 일부분에 살균물질 주입구(105)를 설치하고, 살균물질 주입구(105)에는 살균물질 주입장치(106)를 설치하여, 유출관(103)으로 유출되는 해수 또는 담수(2)에 포함된 미생물이나 세균 등을 사멸함으로써 여과장치(100)의 디스크 필터(150), 구동축(142), 흡입관(140) 등에 미생물 등이 부착되는 현상을 방지할 수 있다.On the other hand, plankton, microorganisms and bacteria, which are small enough not to be filtered by the
여기서, 살균물질로는 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite), 오존, 수산화기 라디칼(hydroxyl radical) 등 다양한 살균물질을 사용할 수 있는데, 이 중 인체 및 환경에 피해를 주지 않는 것으로 선택하여 사용할 수 있으며, 이에 관하여는 잘 알려진 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.Here, as the sterilizing substance, various sterilizing substances such as sodium hypochlorite, ozone, hydroxyl radical, etc. can be used, and among them, it can be selected and used without harming the human body and the environment. Is a well-known matter, so the detailed description is omitted.
그런데, 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치(100)의 내부에는 따개비, 거북손 등과 같은 고착생물이 부착될 수 있다. 특히 디스크 필터(150)에 고착생물이 부착되면 역세척 여과장치(100)의 여과효율이 감소될 수 있다. 따라서, 고착생물이 역세척 여과장치(100) 내부에 부착되는 것을 방지할 수 있어야 하며, 이에 관하여는 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.By the way, the inside of the
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 응용예의 종단면이 도시되어 있고, 도 7에는 도 6에 표시된 Y-Y'직선에 의한 횡단면이 도시되어 있으며, 도 8에는 도 7에 B로 표시한 부분이 확대 도시되어 있다. 도 6 내지 도 8을 함 께 참조하여 설명하기로 한다.6 is a longitudinal section of an application example of a backwash filtration device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a cross sectional view taken along the line Y-Y 'shown in FIG. 6, and FIG. The part marked B is shown enlarged. It will be described with reference to Figures 6 to 8 together.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치(100)의 몸체(101) 내부에 자외선 발광 모듈(180)이 설치되어 있다.6 and 7, the ultraviolet
자외선 발광 모듈(180)은, 자외선 발광다이오드와 같이 자외선을 조사하는 다수의 자외선 발광소자(181)가 집합된 것으로, 몸체(101) 내부로 자외선이 조사되도록 설치된다. 따라서, 자외선 발광 모듈(180)로부터 조사되는 자외선에 의해 디스크 필터(150)를 거친 해수 또는 담수(2)에 포함된 고착생물의 유생(幼生)이 사멸되도록 하여, 역세척 여과장치(100) 내에 고착생물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.The ultraviolet
이때, 고착생물의 유생을 사멸시키는 효과를 증대시키기 위하여, 디스크 필터(150)의 표면에 광촉매(photocatalyst)가 코팅될 수 있다. 이산화티타늄(titanium dioxide) 등의 광촉매는 자외선이 조사되면 오염이 제거되고 항균성이 나타나므로, 광촉매를 이용하면 디스크 필터(150)에 고착생물이 부착되어 역세척 여과장치(100)의 여과효율이 저하되는 것을 방지하는 효과가 더욱 증대된다.In this case, a photocatalyst may be coated on the surface of the
한편, 자외선 발광 모듈(180)에는 복수의 자외선 발광소자(181) 및 자외선 발광소자(181)를 보호하는 보호수단(183)이 포함된다.Meanwhile, the ultraviolet
보호수단(183)은 자외선 발광소자(181)를 보호하기 위한 것으로, 자외선 발광소자(181)가 해수 또는 담수(2)와 직접 접촉되어 누전 등이 일어나는 것을 방지하고, 복수의 자외선 발광소자(181)들의 틈새에 작은 이물질이 누적되는 것을 방지한다. 이때, 보호수단(183)은 자외선 발광소자(181)에서 발하는 자외선이 역세척 여과장치(100)의 몸체(101) 내로 조사될 수 있도록, 자외선 투과율이 높은 물질로 제작된다. The protection means 183 is for protecting the ultraviolet
그런데, 고착생물이나 진흙 등의 이물질이 보호수단(183)의 표면에 면 역세척 여과장치(100)의 몸체(101) 내로 조사되는 자외선의 양이 감소되어, 자외선 및 광촉매에 의한 고착생물의 부착을 억제하는 효과가 감소될 수 있다. 따라서, 자외선 발광 모듈(180)에서 조사되는 자외선의 양이 감소되지 않도록 하기 위해서는 보호수단(183)의 표면이 정기적으로 세척될 수 있어야 한다.However, the amount of ultraviolet light irradiated into the
따라서, 구동장치(141)의 구동축(142)에 세척팔(191)의 일단부를 연결하고, 세척판(191)의 타단부에는 브러시(195)를 부착하여, 구동장치(141)가 작동되면 브러시(195)에 의해 자외선 발광 모듈(180)의 표면, 즉 보호수단(183)의 표면이 세척될 수 있게 한다.Therefore, one end of the
이때, 세척팔(191)의 타단부는 자외선 발광 모듈(180)의 상단으로부터 하단까지 수직 방향으로 연장되도록 형성되고, 여기에 브러시(195) 또한 자외선 발광 모듈(180)의 상단으로부터 하단까지 연장되도록 부착되어, 세척팔(191)이 몸체(101) 내를 수평방향으로 회전하면 자외선 발광 모듈(180) 전체가 세척될 수 있도록 한다.At this time, the other end of the
한편, 브러시(195)가 전체적으로 자외선 발광 모듈(180)의 표면에 충분히 접촉될 수 있도록 세척팔(191) 타단부의 하단부가 몸체(101)의 내측으로 흔들리지 않게 지지하는 가이드(193)가 설치된다.On the other hand, the
따라서, 역세척 여과장치(100)의 여과효율을 높게 유지하기 위하여 구동장 치(141)를 작동시켜 디스크 필터(150)를 역세척 할 때에 자외선 발광 모듈(180)의 표면 또한 세척팔(191) 및 브러시(195)에 의해 세척되도록 함으로써, 역세척 여과장치(100) 내에 고착생물이 부착되는 것이 방지되고, 디스크 필터(150)에 의해 여과된 해수 또는 담수(2) 내에 포함된 미생물 및 세균 등의 사멸효과가 증가된다.Accordingly, the surface of the ultraviolet
여기서, 설명하지 않은 각도센서(170)는 앞에서 설명한 위치감지센서(도시되지 않음)의 일 예를 도시한 것으로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Here, the
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the backwash filtration apparatus according to an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention are within the scope of the same idea. In the above, other embodiments may be easily proposed by adding, changing, deleting, or adding a component, but this is also within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a backwash filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 디스크 필터의 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the disk filter of the backwash filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 A로 표시된 부분의 확대 종단면도.3 is an enlarged longitudinal sectional view of the portion indicated by A in FIG. 2;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 흡입관의 작동을 설명하기 위한 사시도.Figure 4 is a perspective view for explaining the operation of the suction pipe of the backwash filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 1에 표시된 X-X'직선에 의한 횡단면도.FIG. 5 is a cross sectional view taken along the line X-X 'shown in FIG. 1; FIG.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 역세척 여과장치의 응용예의 종단면도.Figure 6 is a longitudinal sectional view of an application of the backwash filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 표시된 Y-Y'직선에 의한 횡단면도.FIG. 7 is a cross sectional view taken along the line Y-Y 'shown in FIG. 6; FIG.
도 8는 도 7에 B로 표시된 부분의 확대도.8 is an enlarged view of a portion marked B in FIG. 7;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101 : 몸체 103 : 유출관101
106 : 살균물질 주입밸브 110 : 유입관106: sterilization material injection valve 110: inlet pipe
121, 122 : 압력센서 130 : 드레인관121, 122: pressure sensor 130: drain pipe
131 : 회전연결부 140 : 흡입관131: rotary connection 140: suction pipe
141 : 구동장치 146 : 흡입구141: drive device 146: suction port
150 : 디스크 필터 170 : 각도센서150: disc filter 170: angle sensor
180 : 자외선 발광 모듈180 ultraviolet light emitting module
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