KR101563094B1 - 여과재 세정 시스템 및 여과재 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입상의 여과재(112a)를 적층하여 이루어지는 여과층(112)을 내부에 가지는 여과조(101, 201, 301)를 가지고, 공급되는 원액을 상기 여과층(112)에 의해 여과하여 상기 원액 중의 탁질을 제거하고, 정화액을 외부로 배출하는 여과 장치(100, 200. 300)와, 상기 여과 장치(100, 200, 300)의 외부에 장착되어 여과 장치의 상기 여과재(112a)를 세정하는데 사용되는 세정장치(1, 1a, 1b, 1 c)를 구비하는 여과재 세정 시스템을 개시한다.

Description

여과재 세정 시스템 및 여과재 세정 방법{A SYSTEM FOR CLEANING FILTRATION MATERIAL AND METHOD OF CLEANING FILTRATION MATERIAL}
본 발명은 여과재 세정 시스템 및 여과재 세정 방법에 관한 것으로, 특히 여과재를 사용하여 물 등의 액체의 탁질을 여과하는 여과장치에 적용되는 여과재 세정 시스템 및 여과재 세정 방법에 관한 것이다.
여과장치를 장기간 사용하면, 여과장치의 여과탱크(여과조) 내의 여과사(여과재)가 물 등의 원액중의 탁질에 막히고 효과적인 여과가 이루어지지 않고 여과된 수질이 악화된다. 이 때문에, 필요에 따라서 여과재에 부착한 오탁 물질(탁질)을 없애고, 여과재의 막힘을 해소하는 것이 행해지고 있다. 이 때문에 여과재를 교환하든가, 혹은 여과탱크로부터 여과재를 수작업에 의해 꺼내 세정하고, 여과재로부터 탁질을 박리한 후, 세정된 여과재를 재차 여과탱크에 되돌리는 작업을 하는 것이 필요하다. 이러한 작업은, 대단한 노력을 필요로 함과 동시에 꺼낸 여과재를 세정하기 위한 공간을 필요로 한다. 또한, 여과재를 폐기하는 경우는 대량의 산업 폐기물이 발생한다. 이 때문에, 이러한 세정작업에서 공간절약을 하면서 자동적으로 실시하는 것을 가능하게 하는 여과장치도 알려져 있다.
이러한 자동적으로 여과재를 세정하는 것이 가능한 여과장치의 일례로서 여과재의 세척기구(세정장치)를 여과탱크 내에 배치해, 소정의 기간마다 세척기구를 작동시키고, 여과재를 세정하는 것과 동시에 여과재로부터 박리한 탁질을 여과탱크로부터 외부에 배출하는 것이 알려져 있다(특허문헌1, 특허문헌2).
특허문헌1의 여과시스템에 있어서는, 여과사의 층을 지지하는 지지판 위에 스크류 컨베이어의 회전에 의해서 여과재를 세정하는 세정장치가 설치되어 있다. 또한 특허문헌2의 여과시스템에 있어서는, 여과시스템은, 동일한 모양으로 스크류 컨베이어의 회전에 의해 여과재를 세정하는 세정장치가 여과탱크의 상부로부터 여과 탱크의 내부의 하부에 형성된 구성을 갖는다.
또한 세정장치가, 여과탱크의 내부가 아니고, 외부에 배치된 형식의 것도 알려져 있다(특허문헌3). 특허문헌3의 여과사 세정시스템에 있어서는, 여과재를 갖는 여과조와, 상기 여과조로부터 여과재를 흡입하는 펌프와, 흡입된 여과재를 세정하는 여과재 세정장치가 개시되고 있다.
상기 세정장치에 있어서는 펌프와, 여과탱크 및 여과재 세정장치와 파이프로 각각 연결되고 있다. 상기 여과 시스템에 있어서는 탁질을 포함하는 여과사가 세정장치에 이송됨과 동시에, 펌프에 의해 세정장치에 물을 공급해 탁질이 제거된 여과재를 여과탱크에 되돌리도록 구성되어 있다. 그리고 제거된 탁질은, 세정장치에 접속된 배관을 경유하고, 펌프에 의해 세정장치의 상부로부터 흡입되어 외부에 배출하게 되어 있다.
특허문헌1: 국제공개 제WO01/83076호 공보(도6)
특허문헌2: 특개 2004- 160432호 공보(도1)
특허문헌3: 미국특허공보 제5112504호 공보(도1)
세정장치가 구비되지 않은 종래 여과탱크를 사용하는 사용자는 적은 노력으로 간단하게 여과사를 세정하고 싶은 경우에, 특허문헌1 또는 특허문헌2에 개시된 것 같은 세정장치를 갖는 여과장치에 종래의 장치 전체를 교환하여야 하므로 비용 증가가 발생하는 문제가 있다.
특허문헌3에 개시된 여과시스템은 다수의 배관 경로나, 펌프를 필요로 하는 복잡한 형상이며 또한 여과재의 세정도 만족스럽게 이루어지지 않는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래기술에 위한 문제점을 해소하기 위한 것으로 종래부터 사용하고 있는 세정장치에서 여과장치를 교환하지 않고 용이하고 저비용으로 여과재를 세정하는 것이 가능한 여과장치의 외부부착 여과재 세정장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은, 입상의 여과재(112a)를 적층하여 이루어지는 여과층(112)을 내부에 가지는 여과조(101, 201, 301)를 가지고, 공급되는 원액을 상기 여과층(112)에 의해 여과하여 상기 원액 중의 탁질을 제거하고, 정화액을 외부로 배출하는 여과 장치(100, 200. 300)와, 상기 여과 장치(100, 200, 300)의 외부에 장착되어 여과 장치의 상기 여과재(112a)를 세정하는데 사용되는 세정장치(1, 1a, 1b, 1 c)를 구비하는 여과재 세정 시스템으로서, 상기 세정장치(1, 1a, 1b, 1c)는, Ⅰ) 외통(2, 2', 2'', 2X)과, Ⅱ) 외통(2, 2', 2'', 2X) 내에 회전자재로 배치되고, 외통(2, 2', 2'', 2X)의 하단부의 입구(36)로부터 외통(2, 2', 2'', 2X)의 상단부의 출구(48)까지, 상기 여과재(112a)를 세척하면서, 상기 여과재(112a)를 상방으로 이송하는 스크류 컨베이어(4, 4', 4", 4X)와, Ⅲ) 상기 스크류 컨베이어(4, 4', 4", 4X)를 회전구동하는 구동부(6)와, Ⅳ) 상기 구동부(6)의 회전을 제어하는 제어부(30)와, Ⅴ) 일단이 상기 외통(2, 2 ', 2 ", 2X)의 상기 입구(36)에 연결되고, 타단이 상기 여과층(112)에 계합되어, 상기 여과조(101, 201, 301) 내부에서 상기 외통(2, 2 ', 2 ", 2X) 내에, 상기 여과재(112a)를 상기 스크류 컨베이어의 회전에 의한 흡인력만으로 도입하는 도입관(38)과, Ⅵ) 일단이 상기 외통(2, 2', 2", 2X)의 상기 출구(48)에 연결되고, 타단이 상기 여과층(112)에 계합되어, 상기 외통(2, 2', 2 "2X) 내에서 상기 여과조(101, 201, 301)에, 세척된 상기 여과재를 상기 스크류 컨베이어의 회전에 의한 배출 능력만으로 배출하는 배출관(50, 50a, 50b , 50c)을 구비하여 이루어진다.
상기 여과 장치는, 상기 스크류 컨베이어를 구동하여 상기 여과조 내의 여과재를 상기 외통 내에 도입할 때, 상기 여과재의 상기 외통내로의 도입을 용이하게하도록 상기 여과조에 역세액을 도입하여 상기 여과재를 상기 여과조 내에서 분산 및 부유시키는 역세 수단을 구비한다.
또한, 본 발명은, 여과재의 층을 내부에 가지는 여과조로부터 상기 여과재를 꺼내 세정하는 동안, 세정한 상기 여과재를 상기 여과조에 되돌리는 여과재 세정 시스템을 이용한 여과재 세정 방법으로서, 상기 여과재 세정장치가, 직립하는 외통과, 상기 외통에 회전가능하게 배치되는 상기 외통의 하단 입구에서 상단부 출구까지 상기 여과재를 세척하면서 위쪽으로 이송 스크류 컨베이어와, 상기 외통의 상기 입구에 연결되어 상기 여과조 내의 여과재를 상기 외통 내에 도입하는 도입관과, 상기 외통의 상기 출구에 연결되어 상기 외통 내로부터 상기 여과조에 세척된 상기 여과재를 배출하는 배출관을 구비하며, 상기 스크류 컨베이어 스크류의 회전만으로 생기는 흡인력에 의해 상기 여과재를 상기 외통 내에 흡입하여 도입하며, 세척 후 상기 여과재를 상기 배출관에서 밀어서 배출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류 컨베이어를 회전시켜 상기 여과조 내의 여과재를 상기 외통 내에 도입할 때, 상기 여과재의 상기 외통 내로의 도입을 용이하게 하도록 상기 여과조에 역세액을 도입하여 상기 여과재를 상기 여과조 내에서 분산 및 부유시키는 것을 특징으로 한다.
도1은 본 발명의 실시예를 도시한 여과장치의 외부부착 여과재 세정장치를 도시한 것이고,
도2는 도1의 외부부착 여과재 세정장치의 부분확대도이고,
도3a은 도1의 외부부착 여과재 세정장치의 정면부분 확대도이고,
도3b는 도1의 외부부착 여과재 세정장치의 저면부분 확대도이고,
도4는 본 발명에 의한 외부부착 여과재 세정장치의 제1 적용예이고,
도5는 본 발명에 의한 외부부착 여과재 세정장치의 제2 적용예이고,
도6은 도5의 외부부착 여과재 세정장치의 간략 평면도이고,
도7은 도5 및 도6의 실시예의 다른 종단면도이고,
도8은 도5 및 도6의 실시예의 다른 간략 평면도이고,
도9는 본 발명에 의한 다른 실시예의 외부부착 여과재 세정장치의 제3 적용예이다.
이하, 본 발명에 의한 여과장치의 외부부착 여과재 세정장치(이하, '세정장치'라고 한다)에 대해서, 첨부도면을 참조해서 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명의 실시형태를 도시한 세정장치의 간략 종단면도이다.
도2, 도3a 및 도3b는 도1에 도시된 세정장치(1)의 부분확대도이다. 이하 도1 내지 도3b를 참조하여 설명한다. 우선, 도1을 참조하며, 세정장치(1)는 금속으로 이루어진 원통형의 외통(2)과 상기 외통(2)의 내부에 배치된 스크류 컨베이어(4)와 스크류 컨베이어(4)의 상단에 연결된 구동부(6)를 갖는다. 상기 외통(2)은 상단에 플랜지(8)를 갖는다. 상기 플랜지(8)의 상부에는 플랜지(8)에 대응하는 플랜지(10)를 갖는 지지대(12)가 설치된다. 상기 지지대(12)는 플랜지(8) 및 (10)가 볼트(10a)에 의해 서로 고정되는 외통(2)에 고정된다.
상기 지지대(12)에는 스크류 컨베이어(4)의 축(16)을 지지하는 베어링(14)이 형성된다.
상기 베어링(14)은 플랜지(10) 측의 베어링(14a)과 지지대(12)의 높이 방향의 중간에 위치하는 베어링(14b)으로 구성된다. 상기 스크류 컨베이어(4)의 축(16)은, 외통(2) 내에 배치되는 나선익부(18)가 형성되는 중공 즉, 파이프 형상의 중공축(20)과, 상기 중공축(20)의 상방으로 중공축(20)에 삽입되는 용접에 의해 중공축(20)에 고정되고 중공축(20) 보다 조금 작은 지름의 지축부(22)를 가진다. 상기 지축부(22)는 상기 베어링(14)에 의해 지지된다. 상기 지축부(22)의 상단에는 커플러(24)가 연결된다. 상기 지지대(12) 상부에는 상술한 구동부(6) 즉, 감속 기구부(26) 및 감속 기구부(26) 접속되는 모터(28)가 배치된다. 상기 모터(28)에는 상기 모터(28)의 회전수를 제어하는, 예를 들면, 인버터회로를 갖는 제어부(30)가 전기적으로 접속된다. 여기에 제어부(30)가 모식적으로 도시된다.
상기 외통(2)의 하부에는 플랜지(32)가 형성되고 상기 플랜지(32)에는 대경부(34)가 볼트(32a)에 의해 연결된다. 바꾸어 말하면 외통(2)의 하부는 대경부(34)로서 형성된다. 대경부(34)는, 상기 직경이 외통(2)의 직경d 보다 큰 직경을 가지는 높이가 낮은 원통형이다. 스크류 컨베이어(4)의 하단(4a)은, 상기 대경부(34) 내에 위치한다. 상기 대경부(34)의 측면(34a)에는, 여과재(112a, 도4)나 물 등의 액체(역세액 122(도 4))가 도입되는 입구(36)가 형성된다. 상기 입구(36)에는, 도입관(38)이 용접에 의해 설치된다. 상기 실시예에 있어서 도입관(38)은, 도1에 도시된 바와 같이 플랜지(40)를 결합할 수 있는 임의의 형상의 관 또는 호스와 일체로 연결된 관이 바람직하다. 또한 플랜지(40)를 결합하지 않은 길이가 긴 1개의 관도 바람직하다. 또한 재질도 금속, 합성수지, 고무 등을 이용하는 것도 바람직하다.
또한 대경부(34)의 저벽(34b)에는, 주입구멍(42)이 형성되고 있으며 상기 주입구멍(42)에는 주입관(44)이 접속된다. 상기 주입관(44)은 플랜지(44a)를 결합하고 소경의 파이프(46)에 연결된다. 상기 파이프(46)에는, 볼밸브(48)가 설치되며, 통상적으로 볼밸브(48)는 폐쇄되며 필요에 따라, 볼밸브(48)는 개방되고 외통(2) 내에 물 등이 공급된다. 상기 주입관(44)은 도입관(38)에서 도입된 여과재(112a)나 탁질을 포함한 역세액(122) 즉 슬러리의 농도가 진한 경우에 농도를 엷게 해서 이송하기 쉽게 하거나 유입수를 외통(2)에 주입하는데 이용된다.
한편 외통(2)의 상단부에는 여과재(112a)가 배출되는 출구(48)가 형성되며 출구(48)에는, 배출관(50)이 예를 들면 용접에 의해 설치된다. 배출관(50)의 중간부분에는 볼밸브(52)가 결합되지만 상기 볼밸브(52)는 후술하는 적용예에 따라서 반드시 필요한 것은 아니다. 또한, 외통(2)의 상하 방향의 중간부의 상방에 있어서 횡으로 연출하도록 외통(2)에 결합된 것은 세정장치(1)를 예를 들면, 발판(도시하지 않음)에 고정하기 위한 스테이(54)이다.
또한 스크류 컨베이어(4)의 축(16)은, 상술한 바와 같이 중공축(20)의 하단(4a)으로부터 중공축(20)에 삽입된 지축부(22)의 하단(22a)에 이르는 부분이 중공으로 형성된다. 상기 중공축(20)의 중간부에는 복수개의 구멍(56)이 형성된다. 이하 도2를 참조하여 상기 구멍(56)에 관해서 설명한다. 도 2는 세정장치(1)의 외통(2)의 중간부의 부분확대 단면도이며 상기 스크류 컨베이어(4)의 외형이 도시된다. 상기 스크류 컨베이어(4)의 나선익부(18)는 중공축(20)의 외주에 나선모양으로 형성된다. 상기 나선익부(18)에는 관통공이나, 슬롯 등은 형성되지 않고, 전면이 스크류로 형성된다. 따라서, 상기 여과재(112a)를 포함한 역세액(122a)을 효과적으로 상방으로 이송할 수 있다. 상기 나선익부(18)의 외주 즉 외주연(18a)과, 외통(2)의 내면(2a)와의 사이에는 간격 G가 형성된다. 상기 간격 G의 치수는, 예를 들면 여과재(112a)의 입경이 0.6~1.0mm로 하면, 그것보다 약간 큰 치수로 설정된다.
그 이유는 다음과 같다. 즉, 여과재(112a)는, 스크류 컨베이어(4)에 의해서 상방으로 이송될 때, 스크류 컨베이어(4)의 회전에 의한 원심력에 의해 나선익부(18)의 외주로 향한다. 그러나 상기 간격G에 의해 여과재(112a)는, 세척시에 나선익부(18)의 외연(18a)과 외통(2)의 내면(2a)과의 사이에 눌려져 파쇄되는 것이 방지된다. 또한 간격G에 여과재(112a)와 박리한 탁질이 존재하므로 스크류 컨베이어(4)와 외통(2)과의 봉지도(封止度)가 향상해, 여과재(112a)나 역세액(122)의 이송 효율이 향상한다.
상기 구멍(56)은, 상기 나선익부(18)의 중공축(20)으로의 부착부의 상부에 위치하도록 형성된다. 상기 구멍(56)이 나선익부(18)의 상부에 위치하므로 나선익부(18) 상부에 체류하는 역세액(122)이 나선익부(18)를 따라서 원활히 구멍(56)에 유입하는 것이 가능하다. 상기 구멍(56)은, 부착부에 따라 45°마다 1 개씩, 나선익부(18)의 2피치에 걸쳐 복수개 형성된다. 상기 세정장치(1)는, 상기 구멍(56)의 위치가, 세정해야 할 여과탱크 내의 역세액(122)의 수위보다 위가 되도록 설치된다. 상기 중공축(20)의 안쪽은 중공이 되어 있으므로, 구멍(56)으로부터 상방으로 이송되는 도중의 역세액(122)의 일부가 중공부분으로 흐르는 것이 가능해진다. 이와 같이 구멍(56)은, 이송되는 역세액(122)의 탈수의 작용을 가진다. 상기 구멍 (56)의 개수와 중공축(20)의 원주에 따르는 간격은, 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 용도에 따라 적절하게 변경하는 것이 가능하다.
이하 도3a 및 도3b를 참조하여 스크류 컨베이어(4)의 하단부의 형상에 관해 설명한다. 도3a 및 도3b는 스크류 컨베이어(4)의 부분확대도이며 도3a는 정면도이고 도3b는 저면도이다. 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이 스크류 컨베이어(4)의 중공축(20)의 하단(4a)에 교반익부(58)가 설치된다. 상기 교반익부(58)는 동일한 길이의 4매의 리브(58a)로 이루어진다. 상기 리브(58a)는, 중공축(20)의 직경보다 큰 치수의 길이를 갖는 2매의 금속판을 십자형으로 서로 조합하는 것으로 구성된다. 그리고 상기 십자형의 중심 즉 2매의 금속판의 교점(58b)과 축(16)의 회전 중심(16b)이 일치하도록 교반익부(58)가 중공축(20)의 하단(4a)에 용접에 의해 설치된다. 따라서, 중공축(20)의 중공부분은 외부와 연통된다.
또한 상기 교반익부(58)는, 세정장치(1) 내에 도입한, 여과재(112a)를 포함하는 역세액(122) 즉 슬러리의 농도가 높은 경우, 여과재(112a)를 교반하여 외통(2) 내의 하부에 여과재(112a)가 체류하는 것을 저지하기 위한 것이다. 따라서, 액체의 농도가 낮은 경우에는, 교반익부(58)를 마련하지 않는 구조로 할 수도 있다. 예를 들면, 간단하게 교반익부(58)를 생략한 형상에서도 좋고, 하단(4a)이 닫은 형상이어도 좋다.
이하에서는 도4 내지 도6을 참조하여 이와 같이 구성된 세정장치(1)를 종래의 여과탱크에 적용한 실시예에 대해 설명한다. 여기서 여과장치는 여과탱크에 부가되는 지지대 등의 다른 부가설비를 포함하는 장치 전체를 의미한다. 도4는 제1의 적용예를 도시하고, 도5 및 도6은 제2의 적용예를 도시한다. 먼저 도4를 참조하여 세정장치(1a)를 여과장치(100)의 여과탱크(101)에 적용한 경우에 대해 설명한다. 여기서 사용되는 다른 실시예의 세정장치(1a)는, 기본적으로는 상술한 세정장치(1)와 같지만 배출관(50a)이나 도입관(38a)의 위치, 형상이 다르다. 또한 외통(2)의 하부의 대경부(34) 및 교반익부(58)가 없는 점이 도1의 세정장치(1)와 상이하다.
상기 세정장치(1a)의 스크류 컨베이어(4')의 축(16')의 하단은, 예를 들면 캡(60)에 의해 축(16')의 통로가 봉쇄된다. 세정장치(1a)는 적절한 지지체(70)에 지지된다.
한편 본 명세서에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일 참조번호를 사용해 설명한다. 또한 설명이 필요로 하지 않는 부분에 대해서는, 도1의 실시예에 대응하는 주요 구성요소의 참조번호만을 기재하고 설명은 생락하기로 한다.
상기 여과탱크(101)는, 전형적인 형상으로서 상부와 하부가 만곡 철면(凸面)으로 폐쇄된 원통형의 외각체(102)를 가지며 지지각(103)에 의해 지지된다. 상기 외각체(102)의 측면 상부에는 탁질을 포함한 물 즉 원수가 주입되는 원수 주입구(104)가 형성되고 외각체(102)의 하부에는 배출구(106)가 형성된다. 또한 외각체(102)의 상면에는 대경(大徑)의 맨홀(118)이 형성된다.
상기 여과탱크(101)는 도 4에 도시한 바와 같이 외각체(102)의 내부에, 스트레이너(114)를 가지는 플레이트(110) 및 플레이트(110)로부터 상방에 입경이 큰 자갈(108a)의 층(108)이 형성되고 그 위에 입경의 작은 모래 등의 여과재(112a)의 여과층(112)이 레벨(112b)까지 배치된다. 원수는 원수주입구(104)로부터 주입되고 여과탱크(101) 내부의 여과재(112a)의 여과층(112) 및 자갈(108a)의 층(108)을 통과하여 여과되고 스트레이너(114)를 통과하여 탁질이 제거되는 정화액이 배출구로부터 외부에 공급된다.
이상과 같이 구성된 여과탱크(101)의 경우는, 맨홀(118)의 개구부가 비교적 크기 때문에, 도4에 도시된 바와 같이 배출관(50a)과 도입관(38a)을 맨홀(118)에 투입하여 종래의 여과탱크(101)를 개수(改修)하거나 변경하거나 하는 일 없이 사용할 수 있다.
이와 같이 여과탱크(101)와 세정장치(1a)를 설치한 후, 여과탱크(101)의 여과재(112a)를 세정하는 방법에 대하여 이하에서 설명한다. 통상적으로 여과시에는 여과재(112a)는 레벨(112b)의 높이에 있지만, 여과를 하지 않고 세정의 전단층인 역세세정을 실시하면 역세액(122)은 팽창하며, 예를 들면, 레벨(120)로 나타내 보이는 내부관(107)의 통로(107a)까지 상승한다. 즉, 역세세정을 위해 배출구(106)로부터 세정액(122)이 여과탱크(101) 내에 분사되면, 역세액(122)은 스트레이너 (114) 및 층(108)을 통과해 여과층(112)에 분출하고 여과재(112a)는 팽창해 유동한다. 그러나, 여과재(112a)는, 레벨(120)에까지 팽창한 역세액(122)의 액면까지 뜨지는 않고 레벨(112b) 만큼 상방으로 위치하는 레벨(109)까지 유동하는 정도이다. 상기 레벨(109) 보다 하방이 슬러리(현탁액)가 된다. 따라서, 여과재(112a)는, 슬러리 중에 분포한 분포 밀도가 작아진다. 그러나 역세에 의해 여과재(112a)로부터 박리한 탁질은 여과재(112a)보다 가볍기 때문에 레벨(120)에 이르기까지 유동한다.
이와 같은 상태에서 모터(28)가 작동된다. 이와 같은 실시예의 경우 스크류 컨베이어(4')의 위치가 역세액(122)의 액면의 레벨(120) 보다 높은 장소로 위치하기 때문에 스크류 컨베이어(4')의 회전만으로는 역세액(122)을 흡입하기 어렵다. 그 때문에 주입관(44')으로부터 유입수를 주입하는 것이 필요하다. 그 후 모터(28)를 작동시키면 여과탱크(101) 내의 역세액(122)이나, 여과재(112a)를 용이하게 외통(2') 내에 도입할 수 있다.
상기 외통(2')의 하부에 도입된 여과재(112a)는, 스크류 컨베이어(4')의 나선익부(18)에 의해 세척되면서 상방으로 이송되지만, 그 사이에 여과재(112a)는 세정되어 탁질이 여과재(112a)로부터 박리된다. 상기 세정된 여과재(112a)는, 박리 된 탁질을 포함하는 역세액(122)과 함께 배출관(50a)을 통과해 여과탱크(101)로 배출된다. 상기 슬러리의 레벨(109)로 레벨(120)의 사이에는 여과재(112a)가 유동하지 않기 때문에 상기 내부관(107)에서 탁질을 포함한 역세액(122)만이 유출한다. 그 사이 역세액(122)은 상시 배출구(106)로부터 여과탱크(101) 내에 주입되고 있으므로, 탁질을 포함한 역세액(122)은 내부관(107)으로부터 연속하여 외부로 주입되기 때문에 탁질을 포함하는 역세액(122)은 내부관(107)으로부터 연속하여 외부로 배출된다. 따라서 여과탱크(101)와 세정장치(1a) 내를 순환하는 역세액(122) 중의 탁질은, 서서히 감소한다. 제어부(30)는 스크류 컨베이어(4')를 세척에 적절한 회전수로 하기 위해서 조작된다. 상기 회전수는, 예를 들면, 반경 10cm의 스크류 컨베이어(4')의 경우, 스크류 컨베이어(4)의 외연(18a)의 주속도가 4m/초 이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
상기 공정을 소정 시간 반복하는 것에 의해 여과탱크(101) 내의 탁질을 제거한 후, 도입관(38a) 및 배출관(50a)를 떼어내면, 통상의 여과 작업을 실시할 수 있다. 세정장치(1a)는, 여과탱크(101) 근방의 소정의 위치에 상설해도 좋고, 필요한 경우만, 여과탱크(101) 근방에 설치해도 좋다. 또한 세정장치(1a)에 의한 세정완료 후에도, 역세세정을 당분간 계속하고, 역세액중의 탁질을 배출해도 좋다.
도5 및 도6을 참조하여 본 발명의 세장장치의 제2 적용예를 설명한다. 도5는 세정장치의 종단면도이고 도6은 여과탱크(201) 내에 배치되는 배출관의 위치를 나타내는 여과탱크의 간략 평면도이다.
도5에 도시된 세정장치(1b)는 도1에 도시된 세정장치(1)와 동일한 구성이지만 배출관(50b)의 위치 및 형상이 다르다. 또한 제어부(30)는 도시를 생략했다. 부가하여 설명하면 여과장치(200)의 여과탱크(201)는 원리적으로는 여과탱크(101)와 같기 때문에, 주요부만을 설명하고 상세한 설명은 생략한다.
또한 스크류 컨베이어(4")는 도4의 스크류 컨베이어(4')와 같은 형상이다. 상기 제2 적용예의 경우, 종래 여과탱크(201)는, 약간의 개조를 필요로 한다. 개조부분은, 외각체(202)의 상부에 배출관(50b)의 부착부(222)를 마련해 외각체(202)의 높이의 중앙부에 도입관(38b)의 부착부(224)를 마련한 점이다. 상기 여과탱크(201)에 있어서 역세세정시의 수위의 레벨은 도5에서 도면부호 220으로 나타내 보이는 부분이다. 한편, 세정장치(1b)의 하단부 즉 대경부(34)는, 부착부(224)와 수평인 도입관(38b)에 의해 연결되고 있기 때문에, 외통(2")의 높이 방향의 중간으로부터 하부가 레벨(220) 아래에 위치한다.
따라서, 역세정시는 외통(2")의 중간까지 역세액(122)이 도입관(38b)으로부터 진입하므로, 상기 제2의 적용예의 경우, 유입수는 불필요해진다. 모터(28)의 작동은 제1 적용예와 동일하게 역세정시에 실시한다. 상기 여과탱크(201)에서 역세액(122)의 배수는 여과탱크(201)의 내부에 연통하는 나팔형상의 내부관(226)에 의해 행해진다.
도5 및 도6에 도시된 바와 같이 배출관(50b)을 길게 하고, 도6에 도시된 바와 같이 여과탱크(201)의 내측 원주를 따라 배치하면, 배출관(50b)으로부터 배출되는 역세액(122)은 화살표로 나타내 보이는 것과 같이 여과탱크(201)의 내주에 따라 유출한다. 상기 역세액(122)의 수류에 의해, 여과재(112a)는 교반되고 예외없이 여과재(112a)를 포함하는 슬러리가 도입관(38b)에 도입되고 세정효과가 한 층 향상된다.
도5 및 도6에 도시된 적용예에서는 배출관(50b)가 위치하는 부착부(222)는 도입관(38b)이 위치하는 부착부(224)와 동일한 측면에 위치하지만 여과탱크(201)의 역측 즉 도입관(38b)의 부착부(224)로부터 먼 측에 위치시켜도 상관없다. 이러한 경우 배출관(50b)으로부터 배출되는 여과재(112a)가, 부착부(224)로부터 이격된 위치로 배출되고, 세정되지 않은 슬러리가 세정장치(1b)에 도입되기 쉬워진다. 이것은 도4에 도시된 적용예 및 다음에 설명하는 적용예에서도 동일하다. 또한, 배출관(50b)은 유연성이 있는 재료가 매우 적합하다.
이하에 도7, 도8을 참조해 도5, 도6의 적용예의 다른 예에 대해 설명한다. 이하에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일 참조번호를 사용해 설명하고 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 도7 및 도8은 각각 도5와 도6에 대응하는 종단면도 및 간략 평면도이다. 상기 다른 예는 배출관(50b)의 선단부(50b')가 금속제 관인 점이 상이하다. 따라서 선단부(50b')는 직접 여과탱크(201)에 용접에 의해 여과탱크(201)와 일체로 부착된다. 금속제의 배출관(50b')을 밀폐상태로 여과탱크(201)에 고정하기 위해 통상의 여과를 실시할 때, 배출관(50b)을 분리하지 않아도 여과탱크(201) 내를 원수에 의해 채울 수 있으므로 작업성이 좋다. 또한, 배출관(50b')의 수명이 길고, 설치위치도 이동하지 않는다고 하는 이점이 있다.
이하에서는 도9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예인 제3 적용예에 대해 설명한다. 도9에서는 제어부(30) 도시를 생략한다. 또한 스크류 컨베이어(4X)는 도4의 스크류 컨베이어(4')와 동일한 형상을 갖는다. 적용예는 통상 여과탱크 보다 높은 위치에 설치된 세정장치의 작업성을 개선하기 위해서, 세정장치를 낮은 위치에 설치했을 경우의 것이다. 여기서 사용되는 여과장치(300)의 여과탱크(301)는, 제1의 적용예로 사용한 여과탱크(101)와 동일하지만 약간의 변경이 가해진다. 즉 여과탱크(301)의 측면에 도입관(38c)이 설치되도록 변경된다. 상기 세정장치(1c) 자체는 지지면(3)에 가까운 낮은 위치에 설치된다. 도입관(38c)은 여과탱크(301)의 측면에서 세정장치(1c)의 하단부와의 사이에 연결되어 측면에서 하단부로 향해서 기울기 하부로 연장된다. 상기 세정장치(1c)의 외통(2X)의 상부에서 배출관(50 c)이 하부로 향해서 배치된다. 상기 배출관(50c)으로부터 배출되는 세정된 여과재를 포함한 역세액(122)은 여과재 저장조(80)에 저장된다. 상기 여과재 저장조(80)에는 여과재 펌프(82)가 설치되어 저장된 여과재는, 여과재 펌프(샌드 펌프, 82)에 의해 배출관인 호스(84)를 거쳐 여과탱크(301)의 맨홀(318)에 배출된다. 바꾸어 말하면 제3의 적용예는, 여과재 펌프(82)를 결합하여 배출관(50c)에 의해 배출된다. 이러한 적용예의 이점은 상술한 것과 같이 모든 작업을 낮은 위치에서 실시할 수 있으므로, 작업성이 좋은 것이다.
상기 실시예 및 적용예에서 여과사를 세정하는 세정장치에 대해 설명했지만, 세정의 대상은 여과모래로 한정하는 것은 아니고, 예를 들면, 무연탄(anthracite)이나 활성탄과 같은 여과재도 될 수 있다. 이와 같은 여과재는 혼재한 것이어도 상관없다. 또한, 여과하는 액체로서 물에 대해 설명했지만, 그 외의 예를 들면 기름 등의 액체여도 무방하다.
또한 제3의 적용예에서는, 배출관(50c)의 도중에 펌프를 결합하였지만 도입관(38, 38a, 38b)의 도중에 여과재(112a) 등을 흡인하는 펌프를 결합하여도 괜찮다.
본 발명에 의한 여과장치용의 외부부착 여과재 세정장치는, 종래 여과탱크에 추가해 사용할 수 있다.
본 발명의 여과장치용의 외부부착 여과재 세정장치는, 외통 내에 회전 자재로 배치되어 외통의 하단부의 입구에서 상단부의 출구까지 여과재를 세척하면서 윗쪽에 이송하는 스크류 컨베이어와 스크류 컨베이어를 회전 구동하는 구동부와 구동부의 회전을 제어하는 제어부와 외통에 연결된 여과재의 도입관 및 배출관과를 갖추고 있으므로, 세정장치를 갖지 않는 종래의 여과장치의 사용자가 본 발명에 의한 세정장치만을 구입해, 여과장치에 도입관과 배출관을 접속하는 것에 의해서, 저렴한 가격으로 간단하게 여과재의 세정을 자동적으로 실시할 수 있다. 또, 외부부착 여과재 세정장치는, 종래의 여과장치를 완전히 변경하지 않아도 되는지 또는 최소한의 작업을 여과장치에 하는 것만으로 사용할 수 있다.
또한 상기 스크류 컨베이어는 스크류 컨베이어의 하단에, 도입된 여과재를 교반하는 교반익부를 가지고 있는 경우는, 도입관에 도입된 여과재를 포함한 액체가 고농도 즉 고점도일 경우, 교반에 의해 여과재가 풀어져 스크류 컨베이어에 의해 원활히 이송할 수 있다. 역세세정의 개시시점에서는 역세액의 농도가 크기 때문에 상기 교반익부는 특히 유용하다.
또한 외통의 교반익부에 대응하는 하단부를 대경부로 했을 경우, 교반익부에 의해 교반된 여과재가 채워지기 쉬운 하단부에 있어서 광범위하게 확산되므로, 고농도(고점도)가 한층 더 효과적으로 해소되어 한층 원활히 스크류 컨베이어로 여과재를 이송할 수 있다.
또한 스크류 컨베이어의 주변에 나선형으로 형성된 나선익부를 갖는 날개를 가지는 중공축으로, 외통 내에 도입된 액체가 중공축의 외측에서 안쪽으로 유입하는 것을 가능하게 하는 구멍이 형성되는 경우, 중공축에서 여과재와 동시에 상방으로 이송되는 액체가 구멍에서 중공축으로부터 여과재와 함께 내려오는 것으로 탈수된 여과재를 효율적으로 상방으로 이송할 수 있다. 물이 너무 많으면 여과재가 물과 함께 상부로 이송되어도 세척을 충분히 할 수 없기 때문이다.
1, 1a, 1b, 1c ... 외부부착 여과재 세정장치
2, 2', 2", 2X ... 외통 4, 4', 4", 4X ... 스크류 컨베어
4a ... 하단 6 ... 구동부
18 ... 나선익부 20 ... 중공축
34 ... 대경부 36 ... 입구
38, 38a, 38b, 38c ... 도입관
48 ... 출구 50, 50a, 50b, 50c ... 배출관
56 ... 구멍 58 ... 교반익부
100, 200, 300 ... 여과장치 101, 201, 301 ... 여과탱크
112 ... 여과층 112a ... 여과재
122 ... 액체

Claims (4)

  1. 입상의 여과재(112a)를 적층하여 이루어지는 여과층(112)을 내부에 가지는 여과조(101, 201, 301)를 가지고, 공급되는 원액을 상기 여과층(112)에 의해 여과하여 상기 원액 중의 탁질을 제거하고, 정화액을 외부로 배출하는 여과 장치(100, 200. 300)와, 상기 여과 장치(100, 200, 300)의 외부에 장착되어 여과 장치의 상기 여과재(112a)를 세정하는데 사용되는 세정장치(1, 1a, 1b, 1 c)를 구비하는 여과재 세정 시스템으로서, 상기 세정장치(1, 1a, 1b, 1c)는,
    Ⅰ) 외통(2, 2', 2'', 2X)과,
    Ⅱ) 외통(2, 2', 2'', 2X) 내에 회전자재로 배치되고, 외통(2, 2', 2'', 2X)의 하단부의 입구(36)로부터 외통(2, 2', 2'', 2X)의 상단부의 출구(48)까지, 상기 여과재(112a)를 세척하면서, 상기 여과재(112a)를 상방으로 이송하는 스크류 컨베이어(4, 4', 4", 4X)와,
    Ⅲ) 상기 스크류 컨베이어(4, 4', 4", 4X)를 회전구동하는 구동부(6)와,
    Ⅳ) 상기 구동부(6)의 회전을 제어하는 제어부(30)와,
    Ⅴ) 일단이 상기 외통(2, 2 ', 2 ", 2X)의 상기 입구(36)에 연결되고, 타단이 상기 여과층(112)에 계합되어, 상기 여과조(101, 201, 301) 내부에서 상기 외통(2, 2 ', 2 ", 2X) 내에, 상기 여과재(112a)를 상기 스크류 컨베이어의 회전에 의한 흡인력만으로 도입하는 도입관(38)과,
    Ⅵ) 일단이 상기 외통(2, 2', 2", 2X)의 상기 출구(48)에 연결되고, 타단이 상기 여과층(112)에 계합되어, 상기 외통(2, 2', 2 "2X) 내에서 상기 여과조(101, 201, 301)에, 세척된 상기 여과재를 상기 스크류 컨베이어의 회전에 의한 배출 능력만으로 배출하는 배출관(50, 50a, 50b , 50c)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 여과재 세정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여과 장치가, 상기 스크류 컨베이어를 구동하여 상기 여과조 내의 여과재를 상기 외통 내에 도입할 때, 상기 여과재의 상기 외통내로의 도입을 용이하게하도록 상기 여과조에 역세액을 도입하여 상기 여과재를 상기 여과조 내에서 분산 및 부유시키는 역세 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 여과재 세정 시스템.
  3. 여과재의 층을 내부에 가지는 여과조로부터 상기 여과재를 꺼내 세정하고, 세정된 여과재를 상기 여과조로 되돌리는 여과재 세정 장치를 이용한, 여과재 세정 방법으로서,
    상기 여과조의 외부에 직립하도록 설치되어, 내부에 스크류 컨베이어를 구비하는 외통의 상기 스크류 컨베이어를 회전시키는 단계;
    상기 스크류 컨베이어의 회전에 의해서만 발생하는 흡인력에 의해, 상기 외통의 하단부의 입구에서 여과조의 여과재에 이르는 도입관을 통하여 상기 여과재를 상기 외통내로 도입하는 단계; 및
    도입된 여과재가 상기 스크류 컨베이어의 회전에 의해 상기 외통의 하단부의 입구로부터 상단부의 출구까지 세척되면서 이송되고, 세척된 여과재가 상기 스크류 컨베이어의 회전에 의한 배출력만으로 상기 외통의 상단부의 출구에서 여과조에 이르는 배출관을 통하여 상기 외통 내에서 상기 여과조로 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과재 세정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스크류 컨베이어를 회전시켜 상기 여과조 내의 여과재를 상기 외통 내에 도입할 때, 상기 여과재의 상기 외통 내로의 도입을 용이하게 하도록 상기 여과조에 역세액을 도입하여 상기 여과재를 상기 여과조 내에서 분산 및 부유시키는 것을 특징으로하는 여과재 세정 방법.
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