KR101270138B1 - 물 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 기공이 형성된 몸체의 외주연에 섬유 여과재를 설치하여 몸체가 삽입되는 케이스 내부의 물을 여과시켜 외부로 배출하고, 섬유 여과재에 적층된 이물질을 공기를 통해 제거하는 물 여과장치에 관한 것으로서, 원통 형상으로 형성되어 외주연에 다수의 기공이 형성되고, 외주연 상단과 하단 간에 지지대가 연결되며 상단면과 하단면이 폐쇄된 몸체와, 상기 몸체의 상단면에 설치되어 구동장치를 통해 회전되는 회전대와, 상기 지지대에 일단이 고정되며, 타단이 상기 회전대에 고정되어 상기 회전대의 회전으로 상기 몸체의 외주연을 따라 이송되고, 상기 몸체의 외주연을 감싸 외부에서 연결되는 투입관을 통해 상기 몸체 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질을 걸러내는 섬유 여과재와, 상기 몸체의 외측에는 일정간격 이격 설치되어 상기 몸체를 포함하여 물이 저장되는 케이스와, 상기 몸체와 상기 케이스 간에 설치되어 상기 몸체에서 유입되는 물이 일시저장되며, 공기주입관을 통해 주입된 공기가 일시 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 설치되어 상기 섬유 여과재를 통해 여과된 물을 배출하는 토출관과, 상기 저장부에 연결되어 상기 저장부의 상단에 형성된 다수의 기포홀을 통해 상기 몸체측으로 공기를 주입하는 공기주입관을 포함한다.

Description

물 여과장치{WATER FILTERING APPARATUS}

본 발명은 물 여과장치에 관한것으로, 더욱 상세하게는 다수의 기공이 형성된 몸체의 외주연에 섬유 여과재를 설치하여 몸체가 삽입되는 케이스 내부의 물을 여과시켜 외부로 배출하는 물 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수, 정수, 폐수, 중수도, 공업용수 등의 액체에는 미세한 부유물질을 포함하여 다양한 크기를 가지는 고형물질들이 포함되어 있다, 이러한 액체에 포함된 고형물질을 여과하기 위한 여과장치의 한 종류로서, 유연성 섬유사를 이용한 섬유사 여과장치가 개발되어 쓰이고 있다.

종래의 섬유사 여과장치는, 고형물질을 함유한 피처리액의 여과를 위해 유연성 섬유사가 충전된 충전층을 구비하고 있다. 피처리액은 상기 섬유사의 충전층을 통과하는 과정에서 액체성분은 충전층의 섬유사 틈새로 빠져나가고 일정 크기 이상의 고형물은 틈새에 걸려 포획되어 여과되게 된다.

한편, 섬유사 여과장치는, 여과가 진행되는 과정에서 충전층의 틈새가 여과과정에서 포획된 물질에 의하여 막혀 액체가 잘 통과하지 못하게 되면, 이를 감지하여 지금까지의 피처리액의 흐름과는 반대되는 방향으로 역세수를 흐르게 하는 이른바 역세공정을 통하여 충전층에 포획된 고형물을 제거 세척하도록 한 후 다시 원래의 여과공정이 진행되도록 한다.

하지만, 종래의 섬유사 여과기는, 섬유사의 충전밀도가 조정되지 않고 고정된 구성으로 되어 있어서, 다양한 여과 환경에 따른 여과 입자의 크기와 여과 속도, 시간 등을 용이하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 역세공정에 있어서, 섬유사를 효과적으로 세척하지 못하거나, 또는 섬유사를 과도하게 진동시키거나 비트는 동작을 반복하도록 하여 섬유사에 피로현상을 야기시켜 그 수명을 단축케 하는 등의 문제가 있었다.

그리고, 섬유사가 손상된 경우, 손상된 섬유사 여재를 새것으로 교체하는 작업이 간단한 공정에 의해 이루어지지 않는 문제가 있었다.

관련 선행 기술로는 한국등록특허공보 제10-0893197호가 있다.

본 발명은 다수의 기공이 형성된 몸체의 외주연에 섬유 여과재를 설치하여 몸체가 삽입되는 케이스 내부의 물을 여과시켜 외부로 배출하고, 섬유 여과재에 적층된 이물질을 공기를 통해 제거하는 물 여과장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 물 여과장치는, 원통 형상으로 형성되어 외주연에 다수의 기공이 형성되고, 외주연 상단과 하단 간에 지지대가 연결되며 상단면과 하단면이 폐쇄된 몸체와, 상기 몸체의 상단면에 설치되어 구동장치를 통해 회전되는 회전대와, 상기 지지대에 일단이 고정되며, 타단이 상기 회전대에 고정되어 상기 회전대의 회전으로 상기 몸체의 외주연을 따라 이송되고, 상기 몸체의 외주연을 감싸 외부에서 연결되는 투입관을 통해 상기 몸체 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질을 걸러내는 섬유 여과재와, 상기 몸체의 외측에는 일정간격 이격 설치되어 상기 몸체를 포함하여 물이 저장되는 케이스와, 상기 몸체와 상기 케이스 간에 설치되어 상기 몸체에서 유입되는 물이 일시저장되며, 공기주입관을 통해 주입된 공기가 일시 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 설치되어 상기 섬유 여과재를 통해 여과된 물을 배출하는 토출관과, 상기 저장부에 연결되어 상기 저장부의 상단에 형성된 다수의 기포홀을 통해 상기 몸체측으로 공기를 주입하는 공기주입관을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 구동장치는 상기 몸체의 상단 중앙에 수직으로 형성되어 상기 상단과 하단에 형성되는 상기 회전대와 결합되는 회전축과, 상기 회전축과 결합되어 상기 회전축을 회전시키는 회전기어와, 상기 회전기어와 연결되어 상기 회전기어를 회전시키는 구동부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 섬유 여과재는 상기 구동장치를 통해 회전대를 회전시켜 상기 섬유 여과재를 당겨 물의 이물질을 걸러내고, 상기 회전대를 회전시켜 섬유 여과재를 풀어 상기 공기주입관을 통해 몸체로 공기를 주입시켜 상기 섬유 여과재에 적층되는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 케이스에는 배출구가 형성되어 상기 섬유 여과재를 세척할때 발생되는 이물질이 포함된 물을 외부로 배출시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 다수의 기공이 형성된 몸체 외주연에 섬유 여과재를 설치하고, 회전대를 통해 섬유 여과재를 당겨 몸체가 삽입된 케이스 내부의 물을 여과시키고, 회전대를 통해 섬유 여과재를 느슨하게 만들어 저장부에 공기주입관을 통해 주입되는 공기를 섬유 여과재로 토출시켜 섬유 여과재 표면의 이물질을 제거하므로 빠른시간에 섬유 여과재를 세척하며, 섬유 여과재를 몸체에서 분리하지 않아도 되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 물 여과장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 물 여과장치를 분해한 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 물 여과장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 몸체에 결합된 섬유 여과재가 회전대를 통해 신축되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 물 여과장치의 섬유 여과재를 세척할 경우를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 물 여과장치를 나타낸 도면으로서, 원통 형상으로 형성되는 몸체(10)와, 몸체(10)의 상단에서 하단측으로 결합되는 지지대(12)와, 몸체(10)의 상단면에 수평으로 설치되는 회전대(34)와, 지지대(12)에 일단이 결합되어 몸체(10)를 감싸는 섬유 여과재(40)와, 몸체(10)가 포함되도록 몸체(10)와 일정 간격 이격되어 설치되며, 내부에 물이 저장되는 케이스(20)와, 몸체(10)에서 토출되는 물이 일시저장되는 저장부(70)와, 저장부(70)에 설치되어 몸체(10) 내부의 물을 외부로 토출시키는 토출관(50)과, 저장부(70)에 연결되어 몸체(10)로 공기를 주입하는 공기주입관(60)을 포함한다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(10)는 원통 형상으로 형성되어 외주연에 다수의 기공(11)이 형성되고, 이로 인해 물이 몸체(10)의 내부로 유입되거나 몸체(10)의 외부로 유출될 수 있다.

이러한 상기 몸체(10)는 상단면과 하단면이 폐쇄되고, 하부에 저장부(70)가 결합되며, 몸체(10)와 저장부(70)를 연결하는 유동관(13)이 몸체(10)의 하단에 형성되며, 몸체(10)의 외측에 일정간격 이격되어 몸체(10)가 내부에 삽입되어 고정되고 저장부(70)가 바닥에 고정되는 케이스(20)가 결합된다.

상기 몸체(10)는 금속재질로 이루어지며, 녹이 슬지 않는 스테인리스 또는 텅스텐 등의 재질로 이루어질 수 있다. 그리고, 몸체(10)의 내외측 전면을 녹이 슬지 않도록 방청재질로 코팅할 수도 있다.

상기 케이스(20)는 통 형상으로 형성되어 내부에 몸체(10)가 일정 간격 이격된 상태로 삽입되고, 몸체(10)의 하단에 저장부(70)가 결합되며 저장부(70)와 케이스를 관통하여 토출관(50)과 공기주입구가 결합되고, 투입관(21)이 케이스에 관통 결합된다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 케이스(20)의 외측에는 구동장치(30)가 설치되어 몸체(10)의 상단면과 하단면에 설치되는 회전대(34)를 회전시켜 섬유 여과재(40)가 몸체(10)를 감싸도록 당기거나 풀리도록 한다.

상기 구동장치(30)는 몸체(10)의 상측 중앙에 수직으로 형성되어 상단면과 하단면에 설치되는 회전대(34)를 회전시키는 회전축(33)과, 회전축(33)의 상단에 결합되어 회전축(33)을 회전시키는 회전기어(36)와, 회전기어(36)와 연결되어 회전기어(36)를 동력을 통해 회전시키는 구동부(31)와, 구동부(31)와 연결되어 구동부(31)를 제어하는 제어부(32)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전축(33)은 몸체(10)의 상측 중심에 수직방향으로 형성되어 몸체(10)의 상단면과 하단면을 가로지르며 설치되는 각각의 회전대(34)를 회전시키고, 상단에 회전기어(36)가 결합되어 회전기어(36)의 회전과 연동되어 몸체(10)의 상단면과 하단면에 설치되는 회전대(34)를 동시에 회전시키게 된다.

이때, 상기 회전대(34)는 몸체(10)의 외주 수직 방향에 형성되는 지지축(35)을 통해 연결되어 회전축(33)의 회전을 통해 몸통의 상단과 하단에 형성된 회전대(34)가 동시에 회전된다.

상기 회전기어(36)는 회전축(33)과 연결되어 케이스(20)의 내부 또는 외부 벽면에 설치되고, 구동부(31)를 통해 회전되어 회전축(33)을 회전시킨다.

상기 구동부(31)는 회전기어(36)와 연결되어 회전기어(36)를 회전시키도록 AC모터, DC모터, 스텝모터, 유압모터 및 공압모터 등으로 이루어질 수 있다.

이러한 구동부(31)와 회전기어(36) 간에는 감속기어가 설치되어 구동부(31)의 회전력을 감속시켜 회전기어(36)에 전달할 수도 있다.

상기 회전기어(36)가 저속으로 회전되도록 구동부(31)와 회전기어(36)는 10 : 1 이상의 회전비를 갖을 수 있다.

그리고, 구동부(31)와 회전기어(36)의 회전비는 100 : 1 이하로 이루어진다. 이러한 이유는 100 : 1 이상의 회전비를 갖을 경우 구동부(31)의 회전으로 인해 회전되는 회전기어(36)의 회전이 너무 적은 문제점이 발생되며 회전기어(36)의 회전이 느려짐으로 인해 회전대(34)의 회전 시간이 증가되는 문제점이 발생된다. 이로 인해 섬유 여과재(40)의 세척 시간이 오래 걸리는 문제점이 발생될 수 있다.

상기 제어부(32)는 구동부(31)의 구동을 제어하여 회전축(33)을 회전시켜 섬유 여과재(40)가 당겨지거나 풀어지도록 한다.

이러한 상기 제어부(32)는 외부의 입력을 받을 수 있는 입력부와 외부와 통신이 가능한 통신부와 현재상태를 표시하는 표시부가 연결된다.

상기 몸체(10)의 상단에서 하단측으로 몸체(10)의 외주에 수직 방향으로 결합되는 지지대(12)는 몸체(10)의 일측과 타측에 정면상 평행선을 이루며 결합된다.

이러한 각각의 지지대(12)에는 두부분으로 나뉘어 몸체(10)를 감싸는 섬유 여과재(40)의 일단이 결합된다.

상기 섬유 여과재(40)는 각각의 일단이 지지대(12)에 결합되고, 각각의 타단이 몸체(10)의 상단면과 하단면에 각각 설치되는 회전대(34) 간을 가로지르며 결합된다. 이때, 상기 각각의 회전대(34) 간에는 고정대가 결합되어 섬유 여과재(40)의 타단이 결합될 수 있다.

이렇게 회전대(34)에 결합된 섬유 여과재(40)는 회전대(34)의 회전을 통해 몸체(10)의 외주연을 따라 당겨지거나 풀리게 된다.

상기 섬유 여과재(40)는 무수히 많은 장조직의 섬유를 평행하게 배열하여 구성한다.

이러한 구조로 인해 회전대(34)를 회전시켜 몸체(10)의 외주연을 따라 팽팽하게 당기게 되면 물에 포함된 이물질이 섬유 여과재(40)에 의해 걸러진다.

이렇게 섬유 여과재(40)를 통해 이물질이 걸러진 물은 몸체(10)에 형성된 다수의 기공(11)을 통해 몸체(10) 내부로 유압되고, 이렇게 몸체(10)에 유입된 물은 유동관(13)을 통해 저장부(70)로 유동되고, 저장부(70)에 저장된 물은 토출관(50)을 통해 외부로 토출된다.

상기 섬유 여과재(40)가 지속적으로 물을 여과하면 섬유 여과재(40)에 이물질이 적층되어 몸체(10)로의 물의 유입이 차단될 수 있는데 이때에는 섬유 여과재(40)의 표면에 적층된 이물질을 제거해야 한다. 이를 위해 구동장치(30)를 통해 회전대(34)를 회전시켜 당겨져 있던 섬유 여과재(40)를 풀어 느슨하게 하고, 저장부(70)와 연결되는 공기주입관(60)을 통해 공기를 저장부(70) 내측으로 주입하면, 저장부(70)에 공기가 일시 저장되었다가 저장부(70) 상측면에 형성된 기포홀을 통해 몸체(10)측으로 공기가 배출된다. 그러면, 몸체(10)측으로 배출된 공기가 섬유 여과재(40)를 통과하며 섬유 여과재(40)에 적층된 이물질을 이탈시키게 된다. 이렇게 섬유 여과재(40)에서 이탈된 이물질이 포함된 물은 케이스(20)의 일측에 형성되는 배출관을 통해 외부로 배출시키게 된다.

이때 상기의 과정을 선행하기 전에는 저장부(70)와 연결되는 투입관(21)과 토출관(50)을 폐쇄하여 이물질이 포함된 물이 투입관(21)을 통해 역류하거나 토출관(50)을 통해 외부로 토출되는 것을 방지한다.

이렇게 이물질이 포함된 물은 별도의 여과장치를 통해 이물질만 걸러내고 다시 투입관(21)을 통해 물을 케이스(20) 내부로 주입할 수 있다.

상기의 구성으로 이루어지는 본 발명의 작동방법은 다음과 같다.

케이스(20)에 연결되는 투입관(21)과 저장부(70)와 연결된 토출관(50)을 폐쇄하고, 구동장치(30)의 제어부(32)를 통해 구동부(31)를 구동시켜 회전대(34)를 회전시키면, 평소에는 팽팽히 당겨져 있던 섬유 여과재(40)가 풀어져 느슨하게 된다.

그러면, 도 5에 도시된 바와 같이 저장부(70)와 연결된 공기주입관(60)을 통해 공기를 저장부(70) 내부로 주입하고, 저장부(70) 내부로 주입된 공기가 저장부(70)의 상단면에 형성된 다수의 기공(11)을 통해 분출되어 섬유 여과재(40)를 통과해 외측으로 분출된다. 이때, 상기 섬유 여과재(40)의 표면에 적층된 이물질이 섬유 여과재(40)에서 이탈되어 케이스(20) 내부의 물과 혼합된다.

이물질과 혼합된 물은 케이스(20)의 일측에 형성되는 배출관을 통해 배출되고, 케이스(20)에서 배출된 이물질이 포함된 물은 별도의 여과장치를 통해 이물질이 제거되어 배출된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 다수의 기공이 형성된 몸체 외주연에 섬유 여과재를 설치하고, 회전대를 통해 섬유 여과재를 당겨 몸체가 삽입된 케이스 내부의 물을 여과시키고, 회전대를 통해 섬유 여과재를 느슨하게 만들어 저장부에 공기주입관을 통해 주입되는 공기를 섬유 여과재로 토출시켜 섬유 여과재 표면의 이물질을 제거하므로 빠른시간에 섬유 여과재를 세척하며, 섬유 여과재를 몸체에서 분리하지 않아도 되는 이점이 있다.

상기와 같은 물 여과장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10 : 몸체 11 : 기공
12 : 지지대 13 : 유동관
20 : 케이스 21 : 투입관
22 : 배출관
30 : 구동장치 31 : 구동부
32 : 제어부 33 : 회전축
34 : 회전대 35 : 지지축
36 : 회전기어
40 : 섬유 여과재 50 : 토출관
60 : 공기주입관
70 : 저장부 71 : 기포홀

Claims (4)

1. 원통 형상으로 형성되어 외주연에 다수의 기공이 형성되고, 외주연 상단과 하단 간에 지지대가 연결되며 상단면과 하단면이 폐쇄된 몸체;
   상기 몸체의 상단면에 설치되어 구동장치를 통해 회전되는 회전대;
   상기 지지대에 일단이 고정되며, 타단이 상기 회전대에 고정되어 상기 회전대의 회전으로 상기 몸체의 외주연을 따라 회전되어 인장되고, 상기 몸체의 외주연을 감싸 외부에서 연결되는 투입관을 통해 상기 몸체 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질을 걸러내는 섬유 여과재;
   상기 몸체의 외측에는 일정간격 이격 설치되어 상기 몸체를 포함하여 물이 저장되는 케이스;
   상기 몸체와 상기 케이스 간에 설치되어 상기 몸체에서 유입되는 물이 일시저장되며, 공기주입관을 통해 주입된 공기가 일시 저장되는 저장부;
   상기 저장부에 설치되어 상기 섬유 여과재를 통해 여과된 물을 배출하는 토출관; 및
   상기 저장부에 연결되어 상기 저장부의 상단에 형성된 다수의 기포홀을 통해 상기 몸체측으로 공기를 주입하는 공기주입관;을 포함하며,
   상기 구동장치는 상기 몸체의 상단 중앙에 수직으로 형성되어 상기 상단과 하단에 형성되는 상기 회전대와 결합되는 회전축;
   상기 회전축과 결합되어 상기 회전축을 회전시키는 회전기어;
   상기 회전기어와 연결되어 상기 회전기어를 회전시키는 구동부; 및
   상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 섬유 여과재는 상기 구동장치를 통해 회전대를 회전시켜 상기 섬유 여과재를 당겨 물의 이물질을 걸러내고, 상기 회전대를 회전시켜 섬유 여과재를 풀어 상기 공기주입관을 통해 몸체로 공기를 주입시켜 상기 섬유 여과재에 적층되는 이물질을 제거하며,
   상기 케이스에는 배출구가 형성되어 상기 섬유 여과재를 세척할때 발생되는 이물질이 포함된 물을 외부로 배출시키는 물 여과장치.
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