KR101411700B1 - 부표가 내장된 섬유조각다발필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그물망 내부에 하나 이상의 부표와 다수의 섬유조각을 충전한 섬유조각다발을 하우징 내부에 충전한 섬유조각다발필터로, 여과시에는 부력에 의하여 부표가 내장된 섬유조각다발의 부상(浮上)으로 상부의 섬유조각다발들이 압축되면서 섬유조각 사이의 공극이 작아져서 여과효율이 높고, 세정시에는 내부 유체와 공기에 의한 섬유조각다발의 유동으로 섬유조각들이 이완되어 세정효율이 높은 효과가 있다.

Description

부표가 내장된 섬유조각다발필터{Bundle Fiber Bits Filter with floats}

본 발명은 부표가 내장된 섬유조각다발필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과시에는 부표가 내장된 섬유조각다발이 부력에 의하여 부상(浮上)하여 다수의 섬유조각다발들이 상부로 적층되어 압축되면서 섬유조각 사이의 공극이 작아져서 여과효율이 높고, 섬유조각이 오염되어 무게가 증가하더라도 내장된 부표에 의하여 가라앉지 않아 일정한 공극을 유지하며, 세정시에는 유체와 공기에 의한 섬유조각다발들의 유동으로 섬유조각들이 이완되어 세정효율이 높은 부표가 내장된 섬유조각다발필터에 관한 것 이다.

필터에서 섬유를 이용하는 방법으로 10-0590628호 특허발명(공극제어형 섬유 여재 여과기)에서와 같이 섬유사를 이용하거나, 10-0529867호 특허발명(섬유여재를 사용한 고속 여과기)에서와 같이 섬유조각을 이용하는 방법이 있다.

섬유사를 이용하는 여과기는 여러 가닥의 미세 섬유사를 다발로 하여 섬유여재를 만들어 이를 기계장치를 이용하여 비틀거나 누르거나 잡아당기는 방법으로 섬유사다발여재에 힘을 가하여 조밀하게 하여 여과기능을 가지도록 한다. 이와 같은 미세 섬유사를 이용하는 필터는 섬유사를 기계적으로 조밀하게 하였다가 풀어주는 장치가 필요하고, 또 그러한 장치의 구조가 복잡하고 가격이 고가인 단점이 있다.

반면에 섬유조각을 이용하는 필터는 부상 가능한 섬유조각이 물에 뜨는 원리를 이용하여 압력용기 내에 다량의 섬유조각을 넣고, 하부에서 압력용기에 물을 유입하면 섬유조각들이 부상하여 상부에서 서로 밀착되어 섬유조각 사이의 공극이 작아져서 여과기능을 하게 된다.

그러나 이와 같은 섬유조각필터는 단지 부력만으로 섬유조각들이 상부에서 서로 밀착되어 공극을 형성하기 때문에 형성된 공극이 조밀하지 못하여 처리수의 수질이 좋지 않고, 섬유조각이 오염되면 섬유조각의 무게가 증가하여 부력에 의하여 뜨지 않고 가라앉게 되어 여과기능을 하지 못하며, 이러한 섬유조각을 세정할 때에 복잡한 유동장치 및 교반기 등을 사용하는 여러 공정을 거치기 때문에 세정에 필요한 장치를 구비하는데 비용이 많이 들고 세정폐액도 많이 발생하는 문제점이 있다.

KR 10-0712643 B (공기 부상형 바이오필터를 이용한 하수와 오수 및 폐수의 유기물 및 질소 처리장치와 그 방법) 2007.05.02 KR 10-0529867 B (섬유여재를 사용한 고속 여과기) 2005.11.22 KR 10-0590628 B (공극 제어형 섬유 여재 여과기) 2006.06.19 KR 10-0166421 B (부유여재를 이용한 수처리장치의 역세정방법) 1999.02.01 KR 10-1204207 B (섬유조각필터) 2012.11.26

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 여과기능이 우수하고, 세정효율이 높으며, 세정폐액의 발생이 적고 비용이 적게 드는 섬유조각필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 섬유조각다발필터는 내부 상부에는 다수의 구멍이 천공된 상부지지판을 구비하고 내부 하부에 다수의 구멍이 천공된 하부지지판을 구비하며, 외부 하부에는 유입구를 구비하고 외부 상부에는 배출구를 구비한 하우징 내부의 상부지지판과 하부지지판 사이의 공간에 그물망에 부표와 다수의 섬유조각이 충전된 다수의 섬유조각다발을 충전하여 섬유조각필터를 구성한다.

또, 상기 유입구에는 유체가 공급되는 유체배관, 공기가 공급되는 공기배관 및 유체를 배출할 수 있는 드레인배관을 연결하고, 배출구에는 공기를 공급할 수 있는 공기배관과 처리수가 배출되는 처리수배관을 연결한다.

본 발명은 그물망 내부에 여과체인 섬유조각과 부표가 갇혀 있어 섬유조각 자체 및 부표의 부력으로 섬유조각이 조밀하게 적층되어 여과효율이 높고, 세정시에도 섬유조각과 부표의 유동으로 세정효율이 높은 효과가 있다.

또, 본 발명은 섬유조각을 세정할 때 복잡한 유동장치 및 교반기 등을 사용하는 여러 공정을 거치지 아니하므로 비용이 적게 들고 세정폐액의 발생이 적은 효과가 있다.

도 1은 본 발명 섬유조각다발필터의 단면도이고,
도 2는 본 발명 섬유조각다발의 단면도이며,
도 3은 여과공정 중인 본 발명 섬유조각다발필터의 단면도이고,
도 4는 공기세정 중인 본 발명 섬유조각다발필터의 단면도이고,
도 5는 드레인공정 중인 본 발명의 섬유조각다발필터의 단면도이고,
도 6는 순환공정 중인 본 발명의 섬유조각다발필터의 단면도이다.
도 7은 종래의 섬유조각필터의 단면도이다.
* 도면에는 섬유조각다발이 질서 있게 도시되어 있으나, 이는 작도상의 편의를 위한 것일 뿐 실제에는 무질서하고 조밀하게 적층되어 압축되거나 이완된다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 섬유조각들을 부표가 내장된 부드러운 그물망에 넣어 다발로 형성하여 여과시에는 1차적으로 섬유조각들과 부표가 부력에 의하여 조밀하게 되고, 2차적으로 유입수의 상승속도에 따라 섬유조각들이 더욱 조밀하게(압밀화) 되어 여과기능이 향상되어 처리수의 수질이 좋도록 하고, 세정시에는 유입수를 공급하지 않고 공기를 공급하여 유체에 의한 상승속도가 없어 압밀화되어 있던 섬유조각다발들이 이완되도록 함과 동시에 공급되는 공기에 의하여 부표와 섬유조각다발들이 격렬하게 유동하도록 하여 부표와 섬유조각다발들의 충돌로 섬유조각들이 이완되고 오염물질이 탈리되도록 하여 세정효율이 높도록 한다.

이하 첨부한 실시예의 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 섬유조각다발필터는 내부 상부에는 다수의 구멍이 천공된 상부지지판(2)을 구비하고 내부 하부에는 다수의 구멍이 천공된 하부지지판(3)을 구비하며 외부 하부에는 유입구(4)를 구비하고 외부 상부에는 배출구(5)를 구비한 하우징(1)의 내부 상부지지판(2)과 하부지지판(3) 사이의 공간에, 그물망(9)에 부표(8)와 다수의 섬유조각(10)이 충전된 다수의 섬유조각다발(7)을 충전하여 섬유조각필터를 구성한다.

또, 상기 유입구(4)에는 유체가 공급되는 유체배관(41), 공기가 공급되는 공기배관(42) 및 유체를 배출할 수 있는 드레인배관(43)을 연결한다. 또한, 배출구(5)에는 공기를 공급할 수 있는 공기배관(51)과 처리수가 배출되는 처리수배관(52)을 연결한다.

상기 상부지지판(2)과 하부지지판(3)은 유체는 통과할 수 있으나 섬유조각은 통과할 수 없는 직경 5mm 이하의 다수의 구멍이 천공된 평판으로 구성하며, 상기 부표(8)는 플라스틱 등의 재질로 내부가 비어 있고 외부와는 통하지 않는 밀폐된 구성으로 형성시킨다.

상기 섬유조각다발(7)을 구성하는 그물망(9) 내에는 하나의 부표(8)를 넣을 수도 있고, 필요에 따라 다수의 부표(8)를 넣을 수 있다. 상기 부표(8)는 그물망(9) 내의 일정위치에 위치하도록 연결끈(11)으로 그물망(9)과 연결시킨다.

또한, 상기 섬유조각다발(7)을 구성하는 그물망(9) 내에는 섬유조각(10) 표면에 미생물들이 번식하는 것을 억제하기 위하여 살균 및 항균력을 가지는 구리합금과 같은 항균성물질(12)을 하나 이상 넣는다. 이 항균성물질(12)도 그물망(9) 내부의 일정 위치에 위치하도록 연결끈으로 연결한다.

상기 섬유조각(10)은 섬유사 조각, 섬유조각, 부직포 조각을 사용할 수 있으며, 부직포나 섬유천으로 사각이나 원형 등 일정한 형태로 가공하여 사용할 수도 있다. 상기 섬유조각(10)은 면, 폴리에스터, 나이론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 재질의 섬유로 된 것이면 어느 것도 가능하다. 또, 섬유조각과 섬유사를 혼합하거나, 섬유칩이나 섬유사를 함께 충전하여 사용할 수도 있다. 또한, 표면에 미생물이 번식하는 것을 억제하기 위하여 섬유조각(10)을 항균성물질로 처리하여 사용 할 수도 있다.

다음에 이와 같은 본 발명의 섬유조각다발필터의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(1)의 유입구(4)를 통하여 유체를 공급하면 내부의 섬유조각다발(7)들이 부력에 의하여 상승하면서 조밀하게 적층된다. 또한, 부표(8)가 부력에 의하여 부상하면서 섬유조각다발(7)들을 더욱 압축시킨다.

상기 유입구(4)를 통하여 공급되는 유체는 하부지지판(3)의 구멍을 통과한 후 하우징(1) 내부의 공간을 통하여 상승하면서 유체의 유속에 의하여 섬유조각다발(7)을 더욱 압축시키고, 섬유조각다발(7) 내의 섬유조각(10)을 통과 한 후 상부지지판(2)의 구멍을 통하여 배출구(5)로 배출된다.

유체가 조밀하게 압축된 섬유조각(10) 사이를 통과하는 과정에서 유체 속의 부유물질들이 섬유조각(10)에 의하여 걸러져서 제거된다. 이와 같이 섬유조각(10)을 통과하면서 부유물질들이 제거된 처리수는 배출구(5)로 배출된다.

한편, 섬유조각(10)에 걸린 부유물질들이 증가하면 차압이 상승하게 되고 처리수의 수질이 저하된다. 이러한 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 섬유조각다발필터의 운전을 정지하고 유입구(4)를 통하여 압축공기를 공급하여 세정한다.

압축공기는 하부지지판(3)의 구멍을 통해 상부로 부상하면서 다량의 공기방물을 형성하여 섬유조각다발(7)들을 유동시켜 섬유조각(10)에 부착되어 있는 부유물질들을 탈리시킨다. 이때 공급된 공기는 배출구(5)를 통하여 배출된다.

이와 같이 압축공기로 세정을 한 후, 도 5에 도시된 바와 같이, 배출구(5)를 통하여 공기를 역으로 공급하여 내부의 유체를 유입구(4)를 통하여 배출시킨다. 이와 같은 압축공기에 의한 세정과 세정유체의 배출을 통하여 섬유조각(10)에 부착되어 있는 부유물질이 제거된다.

도 6에 도시된 순환공정에서는 부유물질을 제거한 후 하부에 위치한 섬유조각다발들을 하부에서 유체를 공급하여 상부로 부상시키고, 섬유조각다발들이 유체의 흐름에 의하여 압밀화되어 공급유체의 부유물질들을 여과할 수 있는 여건을 만들고, 초기운전시에 섬유조각다발에 남아 있는 이물질들을 씻어줄 수 있도록 유체를 일정시간 동안 공급유체탱크(미도시)로 순환시킨다.

한편, 섬유조각다발(7)이 심하게 오염된 경우에는 맨홀(6)을 열어 섬유조각다발(7)을 꺼내어 세탁기와 같은 별도의 세척장치에 넣고 섬유조각다발(7)을 세탁하여 다시 사용 할 수도 있다.

종래의 섬유조각필터의 경우에는 섬유조각들이 하나 하나씩 조각으로 분리되어 있어 이를 하우징 내에서 꺼내기도 어렵고, 이것을 별도의 세척장치에 넣고 세척하기 어렵다.

본 발명의 섬유조각다발필터는 종래의 섬유조각필터와는 달리 다수의 섬유조각을 하나의 그물망에 넣어 섬유조각다발을 형성하고 섬유조각다발 내의 부표와 섬유조각의 부력에 의한 부상으로 섬유조각들이 조밀하게 압축되고 섬유조각의 표면에 유체 속의 이물질입자들이 부착되어 제거되는 새로운 개념의 섬유조각필터이다.

이와 같이, 본 발명의 섬유조각다발필터는 그물망 내의 섬유조각 자체의 부력에 더하여 부표의 부력으로 섬유조각다발을 상부로 상승시켜 압축시키고, 이러한 압축으로 인하여 내부에 섬유조각다발들이 조밀하게 적층되도록 한 것이어서, 처리수의 수질이 좋게 되고, 압축공기를 사용하는 세정도 효율도 높게 된다.

종래의 섬유조각필터는 세정시에 섬유조각들이 하나씩 분리되어 있어 공기를 사용하거나, 외부의 모터를 이용하여 내부의 회전체를 돌려서 유동시키더라도 섬유조각들이 충분하게 충돌하거나 접촉하지 못하여 세정효과가 떨어지며, 또 이때 내부의 회전체에 의하여 섬유조각의 손상이 발생할 수도 있다.

또, 종래의 섬유조각필터는 여과시에 여과체인 섬유조각들이 하나씩 분리되어 있어 여과시에 변형이 일어나기 쉬워서 처리수를 악화시킬 수 있으나, 본 발명의 섬유조각다발필터는 섬유조각 자체 및 부표의 부력으로 섬유조각이 조밀하게 적층되고 그물망 내부에 여과체인 섬유조각과 부표가 갇혀 있어 여과효율이 높게 되고, 세정시에도 섬유조각과 부표의 유동으로 세정효율이 높게 된다.

또한, 본 발명의 섬유조각다발필터는 종래의 섬유조각필터와는 달리 섬유조각을 세정할 때 복잡한 유동장치 및 교반기 등을 사용하는 여러 공정을 거치지 아니하므로 비용이 적게 들고 세정폐액의 발생이 적다.

이상에서 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능하다. 따라서 위의 기재 내용에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 아니한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명과 특허청구범위에 기재된 도면부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 참고로 부기한 것으로, 본 발명은 도면상의 형태로 한정되지 아니한다.

본 발명의 섬유조각다발필터는 해수담수설비의 전처리시설, 정수처리시설, 하수처리시설, 폐수처리시설 등에서 널리 사용될 수 있다.

1. 하우징 2: 상부지지판
3: 하부지지판 4: 유입구
41: 유체배관 42: 공기배관
43: 드래인배관 5: 배출구
51: 공기배관 52: 처리수배관
6: 맨홀 7: 섬유조각다발
8: 부표 9: 그물망
10: 섬유조각 11:연결끈
12: 항균성물질

Claims (11)

1. 섬유조각필터에 있어서,
   내부 상부에는 다수의 구멍이 천공된 상부지지판(2)을 구비하고 내부 하부에는 다수의 구멍이 천공된 하부지지판(3)을 구비하며 외부 하부에는 유입구(4)를 구비하고 외부 상부에는 배출구(5)를 구비한 하우징(1)의 내부 상기 상부지지판(2)과 상기 하부지지판(3) 사이의 공간에,
   그물망(9)에 부표(8)와 다수의 섬유조각(10)이 충전된 다수의 섬유조각다발(7)을 충전하여 섬유조각필터를 구성하는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부지지판(2)과 하부지지판(3)에 천공되어 있는 다수의 구멍의 직경이 5mm 이하인 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 부표(8)가 그 내부가 비어 있고 그 외부와는 통하지 않도록 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 그물망(9) 내에 상기 부표(8)가 하나 이상 들어 있는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 부표(8)가 상기 그물망(9) 내의 일정위치에 위치하도록 연결끈(11)으로 상기 그물망(9)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 섬유조각(10)이 섬유조각, 섬유사조각 또는 부직포조각인 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 섬유조각(10)이 섬유조각과 섬유사조각이 혼합된 것임을 특징으로 하는 섬유조각다발필터
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 그물망(9) 내에 살균이나 항균 기능을 가지는 항균성물질(12)이 하나 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 항균성물질(12)이 구리합금인 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 항균성물질(12)이 상기 그물망(9) 내부의 일정 위치에 위치하도록 연결끈(11)으로 상기 그물망(9)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입구(4)에는 유체가 공급되는 유체배관(41), 공기가 공급되는 공기배관(42) 및 유체를 배출할 수 있는 드레인배관(43)이 연결되고,
    상기 배출구(5)에는 공기를 공급할 수 있는 공기배관(51)과 처리수가 배출되는 처리수배관(52)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유조각다발필터.

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