KR101313714B1 - 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유 부직포 여재를 자루(布袋) 형으로 형성하여 드럼의 내부에 설치한 것에 의해, 피 처리수 중의 오염물에 대한 흡착 효율의 향상은 물론, 피 처리수의 수질에 따라 여재의 공극밀도를 임의로 조절할 수 있게 한 공극 밀도 조절에 대한 유연성과, 여재 사용 시간을 길어지게 한 경제성 향상 및 여재 교체의 편리성을 갖게 한 것이다.

Description

수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터{Fiber Drum Filter For Water Treatment}

본 발명은 상.하수,지하수,산업용 폐수 등의 피 처리수(被處理水)중에 함유된 오염물질(부유 및 비 부유 미립자, 탁질 등)을 흡착하여 여과하는데 사용하는 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터에 관한 것으로, 특히 섬유 부직포 여재를 자루(布袋)형으로 구성하여 드럼의 내부에 밀집되게 설치할 수 있게 한 것에 의해, 여재 교체의 편리성, 피 처리수에 따라 여재의 공극밀도를 임의로 조절할 수 있게 한 공극 밀도 조절의 용이성, 여재 사용 시간을 길어지게 한 경제성 향상 및 피 처리수 중의 오염물에 대한 흡착 효율의 향상을 가져오게 한 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터에 관한 것이다.

일반적으로 피 처리수에 용해되어 있거나 혹은 함유되어 있는 부유물과 같은 오염물을 흡착 여과함에는 하기 특허 문헌1과 같은 드럼형 필터를 사용하고 있으며, 이러한 필터들은 여과의 효율을 위하여, 필터 내에 여재(혹은 충전재)로서 모래, 자갈, 제올라이트, 퍼얼라이트, 활성탄, 토탄(Peat) 등을 사용하고 있음은 주지된 사실이다.

그러나 위와 같은 여재들은 필터의 무게를 무겁게 하는 중량체(重量體)를 이루게 하기 때문에, 필터의 장기간 사용으로 인한 오염으로 인하여 필터 자체에 폐색(閉塞)요인이 발생되어 필터를 수조 등으로부터 꺼내야만 하거나 혹은 그밖에 다른 정비 요인으로 인한 필터의 교환이 발생되는 경우, 필터의 교체가 인력만으로는 불가능하여, 필터 교체시 경비 소요를 가중시키는 문제가 있다. 또한 기존의 여재는 임의로 밀도 조절이 불가능할 뿐 아니라, 오염에 의한 폐색성이 쉽게 발생하여 필터의 교체 주기가 짧아지는 문제가 있으며, 또한, 수명이 다된 여재는 폐기물로 취급되어 처리되므로 처리시 경비 등 어려움이 있으며, 아울러 수두손실 또한 크다는 문제도 있다.

한편, 이러한 문제들을 해소하고자 하기 문헌2에 장섬유 다발을 사용한 여과 장치가 개시되어 있으나, 피 처리수와의 직접적인 접촉면적이 작아서 흡착 여과 효율이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 흡착 효율을 떨어 지지 않게 하면서도 인력에 의한 교체를 가능하게 하고, 폐기물의 발생이 없는 경제적이며 경량의 필터 개발이 절실히 요구되고 있다.

1.국내 공개특허 공개번호 10-2007-36032호 공보 2.일본 특허공개 평 6-134490호 공보

본 발명은 상기에서 밝힌바와 같은 제반 결점들을 감안하여, 교체가 용이하고, 여과 지속시간이 길며, 피 처리수에 따라 공극 밀도를 조절하여 여과 효율성을 높여서 목표에 맞는 깨끗한 수질을 얻을 수 있게 하였고, 또한 폐기물의 발생이 없는 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터는, 청구항 1기재의 수 처리용 물이 일시적으로 저류되는 수조에 설치되어 수처리용 물이 통과되게 하며, 개폐 뚜껑을 갖는 다공(多孔)의 외통(外筒)을 그 외통과 같은 다공 구성의 내관(內管)에 대하여 동심원을 이루게 설치하여 된, 스테인레스 스틸(STS) 혹은 폴리에틸렌 (PE)중 어느 하나의 재질로 형성된 드럼; 부직포로서 자루(布袋)형태를 이루게 구성하여,상기 내관 전체를 감싸는 형태로 설치되어 상기 외통의 내부에 규칙 혹은 불규칙하게 접힌 접힘부를 이루어 밀집되게 배치되어 상기 드럼의 내부로 유입되는 피 처리수에 함유된 오염물을 흡착.여과하는 부직포 재질의 자루형 여재를 포함하고, 피 처리수의 오염물을 흡착.여과하는 상기 부직포 재질의 자루형 여재의 공극(孔隙)밀도는 상기 자루형 여재의 접힘부의 접힘율에 따라 조절되게 한 것을 특징으로 한다.

상기 부직포 재질의 자루형 여재의 단위 면적당 밀도는 30~50㎎/㎡을 이루게 조직되는데, 상기 밀도 30~50㎎/㎡는 상기 접힘부의 접힘율에 따라 50~80㎎/㎡ 의 고밀도로 변화될 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부직포 재질의 자루형 여재 에는 상기 내관에 고정하는 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 조임끈, 고무밴드 혹은 벌크로 파스너(매직 테잎)중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 자루형 여재를 부직포로 구성하여 전체적으로 경량화를 이루게한 것에 의해, 필터를 값싸게 제작.공급할 수 있으며, 또 인력만으로도 필터의 교체를 경제적으로 할 수 있으며, 또한 피 처리수에 따라 공극 밀도를 조절하여 언제든지 목표에 맞는 깨끗한 수질을 얻을 수 있고, 이에 따라 수질 관리에 유연하게 대처할 수 있는 효과도 있다. 또 여과지속시간이 길며, 폐기물의 처리 비용이 없게 한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터의 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 I-I선 방향에 따른 조립상태의 종(從) 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터의 사용 상태를 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명에 따른 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터의 실시 예를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터의 사용 상태를 예시한 도면이다.

도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 필터(100)는, 피(被)처리수가 통수(通水)되는 수조(tank)(1)의 내부에 설치되어,수조(1)의 입구(2)를 통해 유입되는 피(被)처리수에 함유된 오염물을 흡착,여과하며, 이렇게 처리된 처리 수는 출구(3)를 통하여 배출된다.

도 1은 본 발명에 따른 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터의 분해 사시도이고, 도 2는 도1의 I-I선 방향에 따른 조립상태의 종(從) 단면도이다.

도면 표시와 같이, 상기 도3 표시의 기능을 하는 필터(100)는, 필터 교체를 용이하게 하기 위한 경량화를 달성하면서도 여과효율을 좋게 하기 위하여 공극밀도를 임의로 조절할 수 있게 한, 섬유 부직포 재질의 자루(布袋)형 여재(濾材)(110)와 자루형 여재(110)를 삽탈(揷脫)하게 수용하는 드럼(Drum)(120)으로 구성하여, 전체적으로 카트릿지 형태를 이루게 하고 있다.

먼저, 본 발명의 핵심 기술은 드럼(120)의 내부에 충전되는 섬유 부직포 재질의 자루형 여재(110)이다. 부직포 재질의 자루형 여재(110)는 단위 면적당 질량을 30~50㎎/㎡을 이루게 조직한 것으로 만든 것이다. 도 1의 표시와 같이, 단위 면적당 질량을 30~50㎎/㎡을 이루게 조직한 부직포를 어느 일측 만이 개구된 자루형 여재(110)로 만든 것이고, 자루형 여재(110)의 개구 측에는, 도 2의 표시와 같이 드럼(120)의 내부로부터 이탈됨이 없도록 고정하기 고정부(112)가 설치되어 있다. 본 실시 예에서는 고정부(112)는 자루형 여재(110)의 개구 부위를 조이는 형태로 고정할 수 있게한 조임 끈으로 구성한 것을 일 예로 들어 표시하였으나, 자루형 여재(110)의 개구를 조이는 구성이라고 하면 고무밴드, 혹은 일명 매직 테잎이라고 하는 벌크로 화스너(Velcro Fastner)등을 사용하여 상기 고정부(112)를 구성할 수 있다.

자루형 여재(110)를 드럼(120)의 내부에 도 1의 표시와 같이, 종 방향으로 넣는 이유는 부직포의 복원성 때문이다. 즉, 자루를 횡 방향으로 접게 되면 부직포의 복원성으로 접힘부(114)의 형성이 매우 힘들기 때문에 자루형 여재(110)를 종 방향으로 넣는 것이며, 이에의해 보다 많은 여과 단면적이 확보된다. 자루형 여재(110)의 접힘부(114)는 자루형 여재(110)의 크기 여부에 따라서 얼마든지 임의로 조절할수가 있다.

즉, 드럼(120)의 내부에 수용된 자루형 여재(110)로부터 여과 효율을 높이는 접힘부(114)를 많게 하려고 하면, 자루형 여재(110)의 직경은 넓고 길이는 길게 하는 것이 바람직하다. 자루형 여재(110)의 접힘부(114)에 의한 접힘율에 따라 부직포 여재(110)에 의한 흡착 여과 효율성이 높고 낮음이 결정되는 부직포 여재(110)의 공극(孔隙)밀도가 결정되는데, 드럼(120)의 내부에 충진되는 부직포 여재(110)의 접힘부(114)가 많게되어 접힘율이 많아지게 되면, 부직포 여재(110)의 공극(孔隙)밀도는 더욱 증가 된다. 예컨데, 최초 부직포의 단위면적당 질량인 30~50㎎/㎡이 50~80㎎/㎡으로 증가하는 상태를 이루게 하여 부직포 여재(110)의 공극(孔隙)밀도를 높아지게 한다.

반대로 드럼(120)의 내부에 충진되는 부직포 여재(110)를 좁고 짧게하여 접힘부(114)의 접힘율을 작아지게 하면, 부직포재질의 자루형 여재(110)의 공극(孔隙)밀도는 최초 부직포의 단위면적당 질량인 30~50㎎/㎡에 근접되는 상태를 유지하게 된다. 이러한 부직포 재질의 자루형 여재(110)의 공극(孔隙)밀도의 조절은 피 처리수의 수질 상태에 따라서 사용자들이 임의로 조절할 수 있어, 피 처리수의 수질처리의 효율성을 유지하는 데 있어 탄력적으로 대응할 수 있는 유연성이 있다.

부직포 재질의 자루형 여재(110)가 충전되는 드럼(120)은, 수많은 구멍들이 타공(打孔)된 다공(多孔)구성이며 일측 만이 개구된 외통(外筒)(122)과, 외통(外筒)(122)과 같은 다공 구성이며 외통(122)에 비하여 직경이 작으면서 양단이 개방된 중공(中空)구조의 내관(124)이 상기 외통(122)의 중심에 위치되어 그 외통(122)과 동심원을 이루며 배치되어 양단이 외부로 개구되게 설치됨에 의해, 외통(122)과 내관(124)의 사이에는 부직포 여재(110)를 삽탈되게 삽입할 수 있는 소정 넓이의 수납 공간(126)을 제공하고 있다. 도 1의 표시와 같이, 자루형 여재(110)는 그 개구부가 상기 수납공간(126)의 내부를 향하여 거꾸로 삽입되어 상기 내관(124)을 감싸는 형태로 수용된 후, 고정부(112)의 조임으로 인하여 상기 자루형 여재(110)는 내관(124)에 고정된 상태로 있게 되며, 이 상태에서 외통(122)의 개구를 뚜껑(128)으로 닫게 되면, 자루형 여재(110)는 그대로 수납공간(126)의 내부로 규칙 혹은 불규칙의 접힘부(114)를 이루며 접혀지면서 수용된다. 뚜껑(128)은 외통(122)으로부터 열고 닫을 수 있으며, 또한 외통(外筒)(122)으로부터 뚜껑(128)이 유동 혹은 이탈됨이 없도록 하고자 뚜껑(128)은 고정 클립(127)에 의해 결합되어 있다. 뚜껑(128)은 비(非) 다공 혹은 다공 구성중 어느 하나로 구성할 수 있다.

드럼(120)의 내부에 충진되는 부직포재질의 자루형 여재(110)가 폐색되어 여과 효율이 떨어지게 되는 경우에는, 뚜껑(128)의 개방으로 부직포 여재(110)의 교체를 카트릿지 형태로 용이하게 교체할 수 있다. 드럼(120)은 내 부식성을 갖도록 하고자 스테인레스스틸 혹은 폴리에틸렌 재질로 구성함이 바람직하고, 드럼(120)의 크기 또한 임의로 조절가능하다.

위와 같이 구성된 필터(100)를 도 3에 일 예로 표시한 수조(1)의 내부에 설치하여 피 처리수를 통수되게 하면, 피 처리수는 도 2 표시의 화상표 방향으로 본 발명의 필터(100)의 다공성의 외통(122)과 내관(124)을 통하여 섬유 부직포 여재(110)를 경유하게 된다. 이때 피 처리수는 섬유 부직포재질의 자루형 여재(110)의 접힘부(114)에 의하여 형성된 수많은 표 면적과 접촉되는 상태를 이루게 되어, 피 처리수에 함유되어 있던 미세 오염물은 섬유 부직포 여재(110)에 그대로 흡착되어 유동이 차단된다. 특히 시간이 지날수록 섬유 부직포 여재(110)의 접힘부(114)에 의하여 형성된 표면적에 부착되는 오염물의 증가는, 부직포의 섬유 조직의 공극율은 더욱 좁아지게 하여, 피 처리수의 오염물에 대한 여과 효율을 증대시키는 효과를 주는데, 이러한 섬유 부직포 여재(110)의 공극율은 섬유 부직포 여재(110)의 접힘율의 증감에 따라 사용자들이 임의로 조절할 수가 있어서, 피 처리수의 수질 여부에 에 따라 공극밀도의 조절이 가능하여 수질 관리에 유연하게 대처할 수 있다. 또 섬유 부직포 여재(110)는 기존의 여재인 골재(모래 등)를 충전재로 사용하는 필터에 비하여 여과 순면적이 넓어서 폐색 기간이 길게 되어 그 만큼 장기간 사용할 수 있어 경제적이며, 완전 폐색이 되어 교체를 하는 경우에도 섬유 재질로 인한 경량성으로 교체가 편리하다.

본 실시 예에 따른 도면 1 내지 3에서는 필터(100)의 드럼이 원 통형상으로 이루어진 것을 표시하고 있으나, 이는 예로서 원통형을 이룬 것을 표시한 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 실제로는 필터 드럼은 필요에 따라서 사각, 삼각, 혹은 다각형 통으로 구성할 수 있는 것임을 상기 도면으로부터 충분히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은, 여재를 섬유 부직포로 구성하여 전체적으로 경량화를 이루게한 것에 의해, 필터의 교체를 손쉽고 편리하게 한 이점이 있고, 또한 피 처리수의 수질에 따라 공극 밀도를 조절하여 수질 처리의 효율을 탄력적으로 유연하게 대처할수 있어, 언제든지 목표에 맞는 깨끗한 수질을 얻게 할 수 있고, 또 여과재의 폐색기간이 길게 되어 오래 사용할 수 있는 경제적인 이점이 있고, 폐기물의 처리 비용이 적게 소요되는 이용가치가 있다.

1 : 수조(Tank)
100 : 필터
110 : 부직포재질의 자루형 여재
122 : 외통
124 : 내관

Claims (3)

1. 수 처리용 물이 일시적으로 저류되는 수조에 설치되어 수처리용 물이 통과되게 하며, 개폐 뚜껑을 갖는 다공(多孔)의 외통(外筒)을 그 외통과 같은 다공 구성의 내관(內管)에 대하여 동심원을 이루게 설치하여 된, 스테인레스 스틸(STS) 혹은 폴리에틸렌 (PE)중 어느 하나의 재질로 형성된 드럼; 및
   부직포로서 자루(布袋)형태를 이루게 구성하여,상기 내관 전체를 감싸는 형태로 설치되어 상기 외통의 내부에 규칙 혹은 불규칙하게 접힌 접힘부를 이루어 밀집되게 배치되어 상기 드럼의 내부로 유입되는 피 처리수에 함유된 오염물을 흡착.여과하는 부직포 재질의 자루형 여재를 포함하고, 피 처리수의 오염물을 흡착.여과하는 상기 부직포 재질의 자루형 여재의 공극(孔隙)밀도는 상기 자루형 여재의 접힘부의 접힘율에 따라 조절되게 한 것을 특징으로 하는 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 부직포 재질의 자루형 여재의 단위 면적당 밀도는 30~50㎎/㎡을 이루게 조직되는데, 상기 밀도 30~50㎎/㎡는 상기 접힘부의 접힘율에 따라 50~80㎎/㎡ 의 고밀도로 변화될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부직포 재질의 자루형 여재 에는 상기 내관에 고정하는 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 조임끈, 고무밴드 혹은 벌크로 파스너(매직 테잎)중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 수 처리용 섬유 여재를 갖는 드럼형 필터.
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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