KR101277362B1 - 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치 - Google Patents

와류형성돌기가 구비된 유체여과장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여과장치 하우징의 처리공간 내에 와류형성 돌기가 형성된 내통부재를 구비하여 처리공간 내로 공급되는 유체가 와류를 형성하며 하강하는 과정에서 비중차에 의한 1차 필터링이 이루어지고, 재차 내통부재 내로 유입된 유체는 필터에 의해 2차 필터링이 이루어져 필터의 수명을 연장할 수 있음은 물론 뛰어난 여과품질을 보장할 수 있으며, 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질은 보조처리수단에 의해 3차로 필터링이 이루어짐으로써 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질이 장치 내에서 재순환되는 것을 방지할 수 있도록 한 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치는 일측에는 인입관부가 연결되고 타측에는 제 1 배출관부가 연결되며 내측에는 제 1 처리공간이 형성되되 상기 제 1 처리공간의 하측은 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되는 하우징과, 상기 제 1 처리공간 내에 설치되되 하측은 상기 하우징에 대응되도록 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되고 상기 제 1 처리공간과 연통 가능하게 개방 형성되며 외주연에는 유체가 비중차에 의한 1차 필터링 되도록 와류형성돌기가 형성되는 내통부재와, 상기 내통부재 내에 설치되며 상측은 상기 제 1 배출관부 측으로 밀실하게 연통되며 상기 내통부재 내로 유입된 유체 및 이물질이 2차 필터링 되는 제 1 필터부재 및 공급관부에 의해 상기 하우징과 연결되고 내부에는 제 2 처리공간이 형성되며 상기 내통부재로 유입되지 못한 이물질이 저장되는 보조탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

와류형성돌기가 구비된 유체여과장치{FLUID FILTERING APPARATUS HAVING BUMP OF SWIRLING FORMATION}
본 발명은 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 여과장치 하우징의 처리공간 내에 와류형성 돌기가 형성된 내통부재를 구비하여 처리공간 내로 공급되는 유체가 와류를 형성하며 하강하는 과정에서 비중차에 의한 1차 필터링이 이루어지고, 재차 내통부재 내로 유입된 유체는 필터에 의해 2차 필터링이 이루어져 필터의 수명을 연장할 수 있음은 물론 뛰어난 여과품질을 보장할 수 있으며, 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질은 보조처리수단에 의해 3차로 필터링이 이루어짐으로써 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질이 장치 내에서 재순환되는 것을 방지할 수 있도록 한 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치에 관한 것이다.
유체로부터 오염물질을 제거하는 유체 처리 방법으로는 가열이나 상 변화를 이용하는 방법과 필터를 이용하는 방법 등이 있다. 이 중에서 필터를 이용하는 방법은 필터의 세공 크기나 종류에 따라 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있어 공정의 신뢰도가 높으며, 또한, 필터를 이용할 경우 가열 등의 조작이 필요 없게 되어 가열 등에 의해 영향을 받을 수 있는 미생물을 사용하는 분리 공정에 범용적으로 이용될 수 있다는 점에서 널리 이용되고 있다.
이와 같은 필터 이용하여 유체 처리를 진행하게 되면, 유체에 함유된 오염물질이 필터 막에 달라붙어 필터가 오염되는 현상이 발생하고, 그로 인해 필터의 투과 성능이 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서, 여과품질을 보장하기 위해서는 주기적으로 필터 전체를 교체해 주거나 필터 막에 달라붙어 있는 오염물질을 제거하는 세정 공정이 요구되는바, 이에 따른 유지 및 보수비용이 증가하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 여과장치 하우징의 처리공간 내에 와류형성 돌기가 형성된 내통부재를 구비하여 처리공간 내로 공급되는 유체가 와류를 형성하며 하강하는 과정에서 비중차에 의한 1차 필터링이 이루어지고, 재차 내통부재 내로 유입된 유체는 필터에 의해 2차 필터링이 이루어져 필터의 수명을 연장할 수 있음은 물론 뛰어난 여과품질을 보장할 수 있도록 한 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질은 보조처리수단에 의해 3차로 필터링이 이루어짐으로써 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질이 장치 내에서 재순환되는 것을 방지할 수 있도록 한 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일측에는 인입관부가 연결되고 타측에는 제 1 배출관부가 연결되며 내측에는 제 1 처리공간이 형성되되 상기 제 1 처리공간의 하측은 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되는 하우징과, 상기 제 1 처리공간 내에 설치되되 하측은 상기 하우징에 대응되도록 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되고 상기 제 1 처리공간과 연통 가능하게 개방 형성되며 외주연에는 상기 인입관부를 통해 유입된 유체 및 이물질이 비중차에 의한 1차 필터링 되도록 와류형성돌기가 형성되는 내통부재와, 상기 내통부재 내에 설치되며 상측은 상기 제 1 배출관부 측으로 밀실하게 연통되며 상기 내통부재 내로 유입된 유체 및 이물질이 2차 필터링 되는 제 1 필터부재 및 공급관부에 의해 상기 하우징과 연결되고 내부에는 제 2 처리공간이 형성되며 상기 내통부재로 유입되지 못한 이물질이 저장되는 보조탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 와류형성돌기는 상기 인입관부를 통해 유입된 유체가 와류를 형성하며 하강될 수 있도록 나사산 형상으로 돌출 형성된다.
본 발명에서 상기 제 2 처리공간 내에는 상기 공급관부의 단부에 밀실하게 구비되어 상기 공급관부를 통해 유입되는 유체가 3차 필터링되는 제 2 필터부재가 구비되고, 상기 보조탱크의 일측에는 상기 제 2 필터부재를 통과한 유체가 배출되는 제 2 배출관부가 연결된다.
본 발명에서 상기 제 2 배출관부 상에는 상기 제 2 처리공간 내의 유량 또는 압력을 일정하게 유지시키는 벤트밸브가 마련된다.
본 발명에서 상기 제 1 필터부재는 바스켓 형상의 카트리지 필터로 형성되고, 상기 제 2 필터부재는 풍선 형상의 부직포 필터 또는 카트리지 필터로 형성된다.
본 발명에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치는 첫째 여과장치 하우징의 처리공간 내에 와류형성 돌기가 형성된 내통부재를 구비하여 처리공간 내로 공급되는 유체가 와류를 형성하며 하강하는 과정에서 비중차에 의한 1차 필터링이 이루어지고, 재차 내통부재 내로 유입된 유체는 필터에 의해 2차 필터링이 이루어져 필터의 수명을 연장할 수 있음은 물론 뛰어난 여과품질을 보장할 수 있는 장점을 갖는다.
둘째로는 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질은 보조처리수단에 의해 3차로 필터링이 이루어짐으로써 1차 필터링에 의해 걸러진 이물질이 장치 내에서 재순환되는 것을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치의 사용상태도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치의 단면도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다. 그리고 각각의 실시예에 있어서 동일한 구성부재에 대해서는 동일부호를 사용함을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치의 사용상태도이며 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류형성돌기가 구비된 유체여과장치의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치(1)는 일측에는 인입관부(11)가 연결되고 타측에는 제 1 배출관부(12)가 연결되며 내측에는 제 1 처리공간(13)이 형성되되 상기 제 1 처리공간의 하측은 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되는 하우징(10)과, 상기 제 1 처리공간(13) 내에 설치되되 하측은 상기 하우징(10)에 대응되도록 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되고 상기 제 1 처리공간(13)과 연통 가능하게 개방 형성되며 외주연에는 상기 인입관부(11)를 통해 유입된 유체 및 이물질이 비중차에 의해 1차 필터링 되도록 와류형성돌기(21)가 형성되는 내통부재(20)와, 상기 내통부재(20) 내에 설치되며 상측은 상기 제 1 배출관부(12) 측으로 밀실하게 연통되며 상기 내통부재(20) 내로 유입된 유체 및 이물질이 2차 필터링 되는 제 1 필터부재(30) 및 공급관부(41)에 의해 상기 하우징(10)과 연결되고 내부에는 제 2 처리공간(42)이 형성되며 상기 내통부재(20)로 유입되지 못한 이물질이 저장되는 보조탱크(40)를 포함한다.
이하에는 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치(1)에 대해 상세하게 설명한다.
여기서 하우징(10)은 추후에 설명될 구성부재들이 작동 가능하게 설치되며 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치(1)의 전체적인 외형을 형성하는 역할을 하는 것으로, 일측에는 인입관부(11)가 연결되고 타측에는 제 1 배출관부(12)가 연결되며 내측에는 제 1 처리공간(13)이 형성되되 상기 제 1 처리공간(13)의 하측은 하향 좁아지는 원추형상으로 형성된다.
즉, 하우징(10)의 상측은 원통형상으로 형성되고 하측은 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되는데 이는 하우징(10) 내벽과 추후에 설명될 내통부재(20) 사이의 좁은 공간에서 와류를 형성하며 하강 되던 유체가 내통부재(20)가 위치되지 않는 제 1 처리공간(13) 측의 넓은 공간으로 빠져나오면서 순간적으로 넓게 퍼져나가게 되고 이때 형성되는 빠른 회전력에 의해 원추형상의 제 1 처리공간(13) 내에서 내통부재(20)를 향해 상승하는 유체의 흐름을 형성하게 된다. 이를 위해서 내통부재(20)의 하측 또한 전술한 하우징(10)에 대응되도록 하향 좁아지는 원추형상으로 형성된다.
그리고 전술한 인입관부(11)는 외부로부터 유체가 공급되는 역할을 하게 되는데 이 인입관부(11)의 단부는 내통부재(20) 외주연 상측에 위치되되 추후에 설명될 제 1 필터부재(30)의 상단과 동일한 높이에 위치되도록 한다. 따라서 인입관부(11)의 단부로부터 토출 되는 유체는 회전력이 배가된 상태에서 곧바로 와류를 형성하면서 하강할 수 있게 된다. 또한 전술한 제 1 배출관부(12)는 전술한 하우징(10)의 상부에 형성되며 필터링이 마무리된 유체가 최종적으로 배출되는 역할을 하게 된다.
한편, 전술한 제 1 처리공간(13) 내에는 내통부재(20)가 설치되는데, 이 내통부재(20)는 공급되는 유체의 와류를 형성함과 동시에 비중을 이용해 분리된 이물질이 재차 제 1 필터부재(30) 측으로 유입되는 것을 차단하는 역할을 하는 것이다.
이와 같은 내통부재(20)는 제 1 처리공간(13) 내에 설치되되 하측은 전술한 하우징(10)에 대응되도록 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되고 제 1 처리공간(13)과 연통 가능하게 개방 형성되며 외주연에는 상기 인입관부(11)를 통해 유입된 유체 및 이물질이 비중차에 의해 1차 필터링 되도록 와류형성돌기(21)가 형성된다. 이때 전술한 와류형성돌기(21)는 인입관부(11)를 통해 유입된 유체가 와류를 형성하며 하강 될 수 있도록 나사산 형상으로 돌출 형성되는 것으로 한다.
즉, 전술한 인입관부(11)를 통해 토출 된 유체는 와류형성돌기(21)에 의해 하우징(10)의 내벽과 내통부재(20)의 외벽 사이의 좁은 공간 내에서 와류를 형성하며 하강하게 되며 비중이 비교적 큰 이물질은 내통부재(20)를 향해 상승하는 유체의 흐름에 포함되지 못하고 추후에 설명될 보조탱크(40)의 제 2 처리공간(42)으로 이동된다. 동시에 비중이 비교적 작은 이물질은 내통부재(20)를 향해 상승하는 유체와 함께 내통부재(20) 측으로 상승 유입됨에 이해 1차 필터링이 이루어진다.
이때 와류형성돌기(21)의 크기 또는 상하 간격은 유체 내에 존재하는 이물질 입자의 크기 및 형성되어야 할 와류의 세기 등을 고려하여 다양하게 변경실시 가능하며, 필요에 따라 와류형성을 보조할 수 있도록 인입관부(11) 측에 별도의 스크류장치(도시되지 않음)가 설치될 수 있음은 물론이다.
전술한 와류형성돌기(21)가 형성된 내통부재(20)의 내부에는 제 1 필터부재(30)가 설치되는데, 이 제 1 필터부재(30)는 와류형성이 종료된 시점에서 하우징(10)의 하부구조 변경에 의해 내통부재(20) 내로 상승 유입된 유체에 포함되어 있는 이물질을 제 1 배출관부(12)를 통해 배출하기 전 2차적으로 필터링 하는 역할을 하는 것이다.
이와 같은 제 1 필터부재(30)는 바스켓 형상의 카트리지 필터 한 쌍으로 형성되되 교체 및 세정작업 가능하게 설치되는데, 그 상측은 이물질이 포함된 유체가 유출되지 않도록 전술한 제 1 배출관부(12) 측으로 밀실하게 연통되는 것으로 한다.
또한 전술한 바와 같은 제 1 필터부재(30)는 종래기술에 따른 카트리지 필터와 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해 생략하기로 한다.
한편, 전술한 하우징(10)의 하측에는 공급관부(41)에 의해 보조탱크(40)가 연결 구비되는데, 이 보조탱크(40)는 내통부재(20)로 유입되지 못한 이물질이 저장되는 역할을 하는 것으로 이를 위해 보조탱크(40)의 내측에는 제 2 처리공간(42)이 형성된다.
그런데 도 3에 도시되는 본 발명의 다른 실시예에서와 같이 전술한 제 2 처리공간(42) 내에는 공급관부(41)의 단부에 밀실하게 구비되어 공급관부(41)를 통해 유입되는 이물질이 3차 필터링되는 제 2 필터부재(43)가 구비되고, 보조탱크(40)의 일측에는 제 2 필터부재(43)를 통과한 유체가 배출되는 제 2 배출관부(44)가 연결 구비될 수도 있는데, 이 경우 단순히 유체를 보조탱크(40) 내에 저장하는 것이 아니라 유체의 3차 필터링 과정이 이루어진다.
즉, 제 1 처리공간(13) 내에서 내통부재(20) 측으로 상승 유입되지 못하고 보조처리수단(40)으로 하강 된 비교적 큰 비중의 이물질은 제 2 처리공간(42) 내에 구비된 제 2 필터부재(43)에 의해 3차적으로 필터링 되어 제 2 배출관부(44)를 통해 배출될 수 있게 된다.
이때 제 2 배출관부(44) 상에는 전술한 제 2 처리공간(42) 내의 유량 또는 압력을 일정하게 유지시키는 벤트밸브(45)(vent valve)가 마련되어 있는바 벤트밸브(45)를 통해 일정량의 유체가 배출된 후에는 제 1 처리공간(13) 측에서 이에 상응하는 만큼의 유체가 이물질과 함께 유입되어 제 2 처리공간(42)내에 저장된다. 이때 전술한 제 2 필터부재(43)는 풍선 형상의 부직포 필터 또는 카트리지 필터로 형성되는 것으로 하되 이러한 벤트밸브(45) 및 제 2 필터부재(43)는 전술한 제 1 필터부재(30)와 마찬가지로 종래기술에 따른 벤트밸브(45) 및 부직포 필터 또는 카트리지 필터와 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해 생략하기로 한다.
이하에는 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치(1)의 전체적인 작동관계에 대해 상세하게 설명한다.
먼저 인입관부(11)를 통해 제 1 처리공간(13) 내로 유입된 유체는 하우징(10)의 내벽과 내통부재(20)의 외벽의 좁은 공간 내에서 와류형성돌기(21)에 의해 와류를 형성하며 빠르게 하강 된다.
와류형성돌기(21)가 끝나는 지점에서 하우징(10) 형상이 원추형으로 변형됨에 따라 와류를 형성하며 하강 되던 유체는 순간적으로 넓게 퍼져나가게 되고 이때 형성되는 빠른 회전력에 의해서 내통부재(20)를 향해 상승하는 흐름을 형성하게 된다. 이때 상승하는 흐름을 탄 유체는 내통부재(20) 내로 상승 유입된다.
와류형성 과정에서 유체와 함께 회전하던 이물질 중 비교적 비중이 큰 이물질은 원심력에 의해서 상승 되는 유체의 흐름에 포함되지 못한 채 보조탱크(40)로 하강 됨에 의해 1차적으로 필터링 된다. 또한 비교적 비중이 작은 이물질은 내통부재(20) 내로 상승 되는 유체의 흐름에 포함되어 제 1 필터부재(30)에 의해 2차적으로 필터링 된 다음, 최종적으로 제 1 배출관부(12)를 통해 배출 처리된다.
한편 보조탱크(40)로 재차 하강 된 유체는 보조탱크(40) 내에서 별도로 저장되는데, 도 3에 도시되는 바와 같이 제 2 필터부재(43)이 구비된 경우에는 제 2 필터부재(43)에 의해 3차 필터링 된 다음 제 2 배출관부(44)를 통해 배출 처리된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치
10 : 하우징
11 : 인입관부
12 : 제 1 배출관부
13 : 제 1 처리공간
20 : 내통부재
21 : 와류형성돌기
30 : 제 1 필터부재
40 : 보조탱크
41 : 공급관부
42 : 제 2 처리공간
43 : 제 2 필터부재
44 : 제 2 배출관부
45 : 벤트밸브

Claims (5)

  1. 일측에는 인입관부(11)가 연결되고 타측에는 제 1 배출관부(12)가 연결되며 내측에는 제 1 처리공간(13)이 형성되되 상기 제 1 처리공간의 하측은 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되는 하우징(10);
    상기 제 1 처리공간(13) 내에 설치되되 하측은 상기 하우징(10)에 대응되도록 하향 좁아지는 원추형상으로 형성되고 상기 제 1 처리공간(13)과 연통 가능하게 개방 형성되며 외주연에는 상기 인입관부(11)를 통해 유입된 유체 및 이물질이 비중차에 의해 1차 필터링 되도록 와류형성돌기(21)가 형성되는 내통부재(20);
    상기 내통부재(20) 내에 설치되며 상측은 상기 제 1 배출관부(12) 측으로 밀실하게 연통되며 상기 내통부재(20) 내로 유입된 유체 및 이물질이 2차 필터링 되는 제 1 필터부재(30); 및
    공급관부(41)에 의해 상기 하우징(10)과 연결되고 내부에는 제 2 처리공간(42)이 형성되며 상기 내통부재(20)로 유입되지 못한 이물질이 저장되는 보조탱크(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 와류형성돌기(21)는 상기 인입관부(11)를 통해 유입된 유체가 와류를 형성하며 하강 될 수 있도록 나사산 형상으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 처리공간(42) 내에는 상기 공급관부(41)의 단부에 밀실하게 구비되어 상기 공급관부(41)를 통해 유입되는 유체가 3차 필터링되는 제 2 필터부재(43)가 구비되고, 상기 보조탱크(40)의 일측에는 상기 제 2 필터부재(43)를 통과한 유체가 배출되는 제 2 배출관부(44)가 연결되는 것을 특징으로 하는 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 2 배출관부(44) 상에는 상기 제 2 처리공간(42) 내의 유량 또는 압력을 일정하게 유지시키는 벤트밸브(45)가 마련되는 것을 특징으로 하는 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 필터부재(30)는 바스켓 형상의 카트리지 필터로 형성되고, 상기 제 2 필터부재(43)는 풍선 형상의 부직포 필터 또는 카트리지 필터로 형성되는 것을 특징으로 하는 와류형성돌기가 형성된 유체여과장치.
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