KR101132645B1

KR101132645B1 - 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치

Info

Publication number: KR101132645B1
Application number: KR1020080117759A
Authority: KR
Inventors: 유기철
Original assignee: 유기철
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2012-04-02
Also published as: KR20100027933A

Abstract

본 발명의 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치은 수조로 원수를 공급하는 원수배관 또는 수조에 설치되어 용수(순환수)를 순환시키는 구조로, 용수에 함유된 이물질과 스케일성분을 필터링하거나 흡착하여 정수기능을 극대화함과 아울러 스케일성분이 흡착되는 이온교환수지를 효과적으로 재생할 수 있는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치를 제공할 목적이 있다.

연수기, 스케일, 양이온교환수지, 재생

Description

스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치 {Foreign body removal system}

본 발명은 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치에 관한 것으로, 더 상세히는 원수 배관 또는 수조의 용수를 순환시켜 용수에 함유된 이물질을 필터링하거나 스케일성분을 흡착하여 정수기능을 극대화함과 아울러 사용중 이온교환수지에 흡착되는 스케일성분을 효과적으로 제거하여 재생할 수 있는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치에 관한 것이다.

최근 산업의 급속한 발전에 따라 산업용수 또는 생활용수(이하, '용수'라 한다.)의 소요량이 급증하게 됨에 따라 용수(用水)의 효율적인 사용이 주된 현안이 되고 있다.

한편, 일반 산업체에서 사용되는 용수의 대부분은 냉각수 계통에 이용되며, 이러한 측면에서 냉각수의 농축 운전은 용수 중 존재하는 부식이나 스케일 등의 발생경향이 증가하게 된다.

이때, 냉각수는 순환되어 사용되는데 칼슘이온(Ca²⁺) 또는 마그네슘이온(Mg²⁺) 등의 스케일성분이 존재하게 되며 이들은 냉각수가 순환되는 과정에서 배관의 부식이나 스케일성분에 의해 용수의 수질 저하 및 배관의 막힘을 유발시키게 된다.

그리고, 상기 스케일 등의 이물질로 인해 오염된 용수를 폐수 처리하는 비용이 막대하게 소요되며, 그 용수가 폐수 처리되지 않은 경우 하천 등의 주변 환경을 2차적으로 오염시키는 문제점이 있어 이에 대한 대처가 시급한 실정이다.

물론, 이와 같은 스케일성분을 제거하기 위해 경수연화장치(연수기)를 이용하지만 경수연화장치 내부에 구비되는 양이온교환수지에 다량의 스케일성분이 부착되는 경우 새로운 양이온교환수지로 교체해야 하는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 수조로 원수를 공급하는 원수배관 또는 수조에 설치되어 용수(순환수)를 순환시키는 구조로, 용수에 함유된 이물질과 스케일성분을 필터링하거나 흡착하여 정수기능을 극대화함과 아울러 스케일성분이 흡착되는 이온교환수지를 효과적으로 재생할 수 있는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치를 제공할 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치는 용수를 용수공급관과 회수관측으로 강제 순환시키는 펌프와; 상기 펌프에서 이송된 용수에 함유된 입자가 30～100㎛인 이물질을 제거하는 제1필터수단와; 상기 제1필터수단을 거친 용수에 함유된 입자가 5～25㎛인 이물질을 제거하는 제2필터수단과; 상기 제2필터수단을 거친 용수에 함유된 스케일성분을 흡착하는 이온교환수지가 충진된 저장탱크와; 상기 저장탱크의 이온교환수지를 재생시키기 위한 소금(NaCl)용액을 투입하는 소금탱크와; 상기 저장탱크내로 용수와 소금용액을 선택적으로 공급시킴과 아울러 이온교환수지의 세척과 재생을 유도하는 제어부로 구성된다.

따라서, 본 발명의 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치는 원수배관 또는 수조에 설치하여 용수를 순환시키는 구조로, 용수에 함유된 이물질을 필터링하거나 스케일성분을 흡착하여 정수기능을 극대화함과 아울러 사용중 이온교환수지에 흡착되는 스케일성분을 효과적으로 제거하여 이온교환수지를 재생할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 아래 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 본 발명에 따른 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치의 개략적인 구성도이다.

도 1에 의하면, 본 발명에 따른 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치는 기계장치나 금형 등을 냉각하기 위해 용수를 공급하기 위한 수조(1) 및 수조(1)측에 원수를 공급하는 원수배관(200) 라인에도 설치될 수 있는 것이다. 일예로 수조(1)에 설치되는 구조를 설명하면, 수조(1)에 담겨진 용수(순환수)를 강제 순환시키는 펌프(2)와, 상기 펌프(2)에서 이송된 용수에 함유된 이물질을 필터링하는 제1,2필터수단(4,5)과, 이 제2필터수단(5)을 거친 용수에 함유된 스케일성분을 흡착하는 이온교환수지(14)가 충진된 저장탱크(10)와; 상기 저장탱크(10) 내부에 상기 이온교환수지(14)를 재생시키기 위한 소금(NaCl)용액을 투입하는 소금탱크(20)와, 상기 저장탱크(10)내로 용수와 소금용액의 공급을 선택적으로 조절함과 아울러 이온교환 수지(14)의 세척과 재생을 유도하는 제어부와, 상기 저장탱크(10)에 연통되게 설치되며, 이 저장탱크(10)를 거친 용수에 함유된 이물질이나 스케일성분을 제거하는 제3필터수단(70)으로 구성된다.

상기 수조(1)와 펌프(2), 제1,2필터수단(4,5) 사이에 용수공급관(6)이 설치된다. 그리고 상기 제3필터수단(70)과 수조(1) 사이에는 회수관(7)이 구비된다.

상기 제1,2필터수단(4,5)은 마이크로 백 필터(micro bag filter), 마이크로 필터, 백필터, 활성탄 등 전처리용으로 선택적으로 구비될 수 있으며, 하부에는 수동으로 동작하는 드레인밸브가 설치된다.

상기 제1필터수단(4)은 수조(1)에서 이송된 용수에 함유된 입자가 30～100㎛ 이상인 이물질을 제거하게 된다.

상기 제2필터수단(5)은 제1필터수단(4)를 거친 용수에 함유된 입자가 5～25㎛ 이상인 이물질을 제거하게 된다.

상기 펌프(2)와 제1필터수단(4) 사이에는 용수의 흐름을 인지할 수 있는 유량조절기(3)가 설치된다.

상기 저장탱크(10)는 이온교환수지(14)가 충진된 통체(11)와, 상기 통체(11)의 상부에 설치되며 용수 또는 소금용액의 투입을 유도하는 제2입수관(13)과, 상기 통체(11)의 하부에 연통되며, 세척수와 소금용액을 배출시키는 드레인라인(17)과, 상기 통체(11)의 하부에 설치되며, 용수의 투입을 유도하는 제1입수관(12)과, 상기 통체(11)의 상부에 설치되며, 상기 제1입수관(12)으로 유입된 용수가 이온교환수지(14)을 거쳐 외부로 배출을 유도하는 제2배출관(16)으로 이루어진다.

상기 드레인라인(17)에는 통체(11)의 내부와 연통되게 드레인밸브가 구비될 수 있는 것이다.

상기 소금탱크(20)는 내부에 수용공간을 가지며, 일정량의 소금용액(NaCl)이 충진되고, 이 소금용액의 량을 측정하는 레벨센서와 알람이 설치된다.

상기 제어부는 용수공급관(6) 및 저장탱크(10)과 소금탱크(20)에 연통되게 설치되며, 상기 저장탱크(10)내로 용수와 소금용액의 공급을 선택적으로 유도하는 콘트롤밸브(30)와, 상기 저장탱크(10)의 제1배출관(15)에 설치되며, 상기 제1입수관(12)을 통해 제2배출관(16)측으로 이동되면서 용수가 이온교환수지(14)를 통과되어 스케일성분의 제거작업을 유도하는 제1제어밸브(40)와, 상기 저장탱크(10)의 제2배출관(16)에 설치되며, 상기 제2입수관(13)을 통해 용수와 소금용액이 이온교환수지(14)를 거쳐 제1배출관(15)로 배출을 유도하는 제2제어밸브(50)와, 상기 소금탱크(20)에 수용된 소금용액을 저장탱크(10)내로 공급을 유도함과 아울러 소금용액 공급 후 상기 콘트롤밸브(30)의 동작에 의해 소금탱크(20)에 용수의 공급을 유도하는 제3제어밸브(60)와, 상기 제3필터수단(70)에 연통되게 설치되며, 상기 제3필터수단(70)을 거친 용수의 공급을 콘트롤하는 제4제어밸브(80) 및 드레인라인(17)에 설치되는 제5제어밸브(90)로 이루어진다.

상기 제2제어밸브(50)는 저장탱크(10)와 드레인라인(17)에 연통되며, 상기 저장탱크(10)내의 에어를 배출시키고, 추후 설명할 상기 제2제어밸브의 폐쇄시 상기 저장탱크(10)내의 압력을 상승에 따른 상기 이온교환수지(14)의 부상을 한층 더 배가시켜 이물질의 제거작업이 원활하게 이루어진다.

상기 콘트롤밸브(30)는 소금탱크(20)의 소금공급관(21), 용수공급관(6), 제1,2입수관(12,13)에 연통되게 설치된다.

그리고 상기 제2필터수단(5)과 콘트롤밸브(30) 사이의 용수공급관(6)에는 수동밸브(8)가 설치되어 용수의 공급을 유도하게 된다.

한편, 상기 콘트롤밸브(30)와 제2배출관(16) 사이에 연결관(19)이 설치되어 상기 이온교환수지(14) 세척시 용수가 상기 콘트롤밸브(30)를 통해 상기 제2배출관(16)측으로 배출가능한 것이다. 이처럼 상기 제2배출관(16)에 설치된 제2제어밸브(50)의 고장시에 적절하게 사용가능한 것이다.

그리고 상기 콘트롤밸브(30)와 제3필터수단(70) 사이에 설치되어 용수가 이온교환수지(14)를 거쳐 배출을 유도하는 제1배출관(15)으로 이루어진다.

상기 제3필터수단(70)은 본인이 선출원한 특허등록번호 10-803079호에 보는 바와 같이, 동일한 구조로서 상기 저장탱크(10)에서 제거하지 못한 용수에 함유된 이물질과 스케일성분, 소금성분 등을 한번 더 필터링하거나 포집하는 기능을 수행하게 된다.

특히, 상기 제3필터수단(70)의 내부에는 양,음이온교환수지(14)가 배치되어 이 양이온교환수지에 의해 용수에 함유된 소량의 소금성분까지 제거할 수 있는 것이다.

그리고 상기 제3필터수단(70)과 회수관(7) 사이에는 제4제어밸브(80)가 설치되고, 상기 제3필터수단(70)과 드레인라인(17) 사이에 제5제어밸브(90)가 구비된다. 이와 같이, 상기 제3필터수단(70)의 세척시 먼저 상기 제4제어밸브(80)가 크로 스(close)되고, 상기 제5제어밸브(90)가 오픈(open)되어 이물질이나 스케일성분이 배출된다. 또한 평상시에는 제4제어밸브(80)가 열려진 상태가 된다.

또한 상기 제3필터수단(70)의 하부에는 수동으로 동작하는 드레인밸브가 설치된다.

한편, 상기 회수관(7)에 설치되며 상기 제4제어밸브(80)를 통과한 용수에 함유된 세균의 번식을 차단하는 살균기(100)가 구비될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 이온교환수지(14)를 이용한 용수처리장치는 상기 제1,2필터수단(4,5)과 이온교환수지(14), 제3필터수단(70)을 거쳐 용수에 함유된 이물질과 스케일성분을 제거하여 수조(1)로 순환된다. 본 발명에 따른 이온교환수지(14) 재생방법은 소금용액을 이용하여 저장탱크(10) 내부의 이온교환수지(14)를 세척 및 재생시키게 된다.

이하, 본 발명에 따른 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치를 설명하면, 먼저, 정상적인 경우에는 수조(1)내에 담겨진 용수에서 이물질과 스케일성분을 제거하게 되는데, 이 경우 펌프(2)를 구동시키면 제1필터수단(4)을 거치면서 입자가 30～100㎛인 비교적 큰 이물질이 걸러지게 되며, 이어 제2필터수단(5)을 거치면서 입자가 5～25㎛인 비교적 작은 이물질이 걸러지게 된다. 이때 상기 용수공급관(6)에 구비된 수동밸브(8)가 열려진 상태가 된다.

이어서 상기 제2필터수단(5)에 의해 걸러진 용수는 제4제어밸브(80)가 개방된 상태에서 상기 콘트롤밸브(30)의 조정에 따라 저장탱크(10)의 제2입수관(13)을 통해 상측으로 투입되어 상기 저장탱크(10)의 이온교환수지(14)를 거치면서 칼슘이 온(Ca²⁺) 또는 마그네슘이온(Mg²⁺) 등의 스케일성분이 이온교환수지(14)에 흡착되고, 나머지는 하부의 제1입수관(12)를 거쳐 상기 콘트롤밸브(30)의 동작에 의해 상기 상기 제1배출관(15)으로 이송되면서 상기 제3필터수단(70)으로 공급된다. 이때 상기 제1배출관(15)에 설치된 제1제어밸브(40)가 오픈(open)된 상태가 된다. 이처럼 용수를 처리하는 과정에서 상기 제1제어밸브(40)는 항상 오픈된 상태를 유지하게 된다.

이어서, 용수가 상기 제1배출관(15)에 설치된 상기 제3필터수단(70) 내부로 유입되어 이 제3필터수단(70)에 의해 용수에 잔재된 이물질과 스케일성분을 추가로 필터링되거나 흡착된다. 상기 제3필터수단(70)을 통과한 용수는 살균기(100)를 거쳐 회수관(7)에 의해 수조(1)로 순환된다.

한편, 이와 같은 용수 처리 과정에서 저장탱크(10)의 내부에 채워지는 이온교환수지(14)의 흡착력이 저하되는데, 이때 저장탱크(10)의 이온교환수지 재생방법은 제1제어밸브(40)와 제2제어밸브(50)를 자동을 크로스(close)시키고, 수조(1)의 용수가 제1입수관(12)을 통해 저장탱크(10)내의 하측에서 상측으로 공급되면, 상기 이온교환수지(14)의 사이 간격이 벌어지면서 부상되고, 이때 상기 이온교환수지(14)에 붙어 있는 이물질들을 먼저 상기 콘트롤밸브(30)의 개폐에 의해 상기 제2입수관(13)을 거쳐 연결관(19)을 통해 배출되어 상기 드레인라인(17)을 따라 외부로 이송된다.

이와 같은 과정이 끝난 후, 상기 소금탱크(20)의 소금용액을 저장탱크(10)의 내부로 투입하기 위해 제3제어밸브(60)가 개방되고 이때 상기 콘트롤밸브(30)의 동작에 의해 상기 제2입수관(13)을 통해 용수가 투입되면서 이 용수와 함께 소금용액이 압력차에 의해 빨려들어가면서 함께 투입되며, 소금용액과 이온교환수지(14)의 표면에 부착된 칼슘이온(Ca²⁺) 또는 마그네슘이온(Mg²⁺)와 같은 스케일성분이 이온교환수지(14)에서 이탈되는 화학반응을 일으키게 되어 이온교환수지(14)에 흡착된 스케일성분이 분리하고, 이어 상기 콘트롤밸브(30)의 동작에 의해 상기 제1입수관(12)과 콘트롤밸브(30)를 거쳐 상기 연결관(19)과 드레인라인(17)을 통해 서서히 배출시킨다.

그리고, 상기 재생이 끝난 후, 상기 제1제어밸브(40)는 계속해서 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 제2제어밸브(50)를 폐쇄시켜 용수를 급속히 투입하여 빠른 유속으로 이온교환수지(14)를 세척함과 동시에 저장탱크(10) 내부의 잔여 소금용액을 상기와 같은 방법으로 상기 연결관(19)과 드레인라인(17)을 통해 배출시킨다.

다음으로, 상기 저장탱크(10) 내부의 잔여 소금성분을 제거한 후에는 정상적으로 스케일성분을 포집하게 된다. 이때 상기 제1제어밸브(40)가 개폐되어 상기 이온교환수지(14)를 통과한 용수가 제1배출관(15)을 거쳐 제3필터수단(70)을 통과하면서 용수에 잔재된 이물질과 스케일성분, 소금성분 등을 추가로 필터링하거나 포집하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

도 1에 본 발명에 따른 이물질과 스케일 성분 제거장치의 개략적인 구성도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 수조 2: 펌프

4: 제1필터수단 5: 제2필터수단

10: 저장탱크 11: 통체

12: 제1입수관 13: 제2입수관

14: 이온교환수지 15,16: 제1.2배출관

20: 소금탱크 30: 콘트롤밸브

40,50: 제1,2제어밸브 60: 제3제어밸브

70: 제3필터수단 80,90: 제4,5제어벨브

100: 살균기

Claims

용수를 용수공급관(6)과 회수관(7)측으로 강제 순환시키는 펌프(2)와;

상기 펌프(2)에서 이송된 용수에 함유된 입자가 30～100㎛인 이물질을 제거하는 제1필터수단(4)와;

상기 제1필터수단(4)을 거친 용수에 함유된 입자가 5～25㎛인 이물질을 제거하는 제2필터수단(5)과;

상기 제2필터수단(5)을 거친 용수에 함유된 스케일성분을 흡착하는 이온교환수지(14)가 충진된 저장탱크(10)와;

상기 저장탱크(10)의 이온교환수지(14)를 재생시키기 위한 소금(NaCl)용액을 투입하는 소금탱크(20)와;

상기 저장탱크(10)내로 용수와 소금용액을 선택적으로 공급시킴과 아울러 이온교환수지(14)의 세척과 재생을 유도하는 제어부와;

상기 제어부는 용수공급관(6) 및 저장탱크(10)과 소금탱크(20)에 연통되게 설치되며, 상기 저장탱크(10)내로 용수와 소금용액의 공급을 선택적으로 유도하는 콘트롤밸브(30)와, 상기 저장탱크(10)의 제1배출관(15)에 설치되며, 상기 이온교환수지(14)를 통과되어 용수에 함유된 스케일성분의 제거작업을 유도하는 제1제어밸브(40)와, 상기 저장탱크(10)의 제2배출관(16)에 설치되며, 상기 저장탱크(10)의 제2입수관(13)을 통해 용수와 소금용액이 이온교환수지(14)를 거쳐 제1배출관(15)로 배출을 유도하는 제2제어밸브(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 저장탱크(10)에 연통되게 설치되며, 이 저장탱크(10)를 거친 용수에 함유된 이물질이나 스케일성분, 소금성분 등을 제거하는 제3필터수단(70)이 더 포함된 것을 특징으로 하는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 저장탱크(10)에는 이온교환수지(14)가 충진된 통체(11)와, 상기 통체(11)의 상부에 설치되며 용수 또는 소금용액의 투입을 유도하는 제2입수관(13)과, 상기 통체(11)의 하부에 설치되며, 상기 제2입수관(13)으로 투입된 용수가 이온교환수지(14)를 거쳐 배출을 유도하는 제1배출관(15)과, 상기 통체(11)의 하부에 설치되며, 용수의 투입을 유도하는 제1입수관(12)과, 상기 통체(11)의 상부에 설치되며, 상기 제1입수관(12)으로 유입된 용수에 의해 이온교환수지(14)에 거쳐 외부로 배출을 유도하는 제2배출관(16)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 소금탱크(20)에 수용된 소금용액을 저장탱크(10)내로 공급을 유도함과 아울러 소금용액 공급 후 상기 콘트롤밸브(30)의 동작에 의해 소금탱크(20)에 용수의 공급을 유도하는 제3제어밸브(60)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 이물질과 스케일 성분 제거장치.
제2항에 있어서,

상기 제3필터수단(70)에 연통되게 설치되며, 상기 제3필터수단(70)을 거친 용수의 공급을 콘트롤하는 제4제어밸브(80) 및 저장탱크(10)의 드레인라인(17)에 설치되는 제5제어밸브(90)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스케일 성분을 포함한 이물질 제거장치.