KR101569088B1 - 정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법 - Google Patents

정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 외부의 유체가 유입되는 유체유입구(110) 및 유입된 상기 유체가 외부로 배출되는 유체배출구(120)가 형성된 하우징(100), 상기 유체유입구(110)에서 상기 유체배출구(120)까지 형성되며, 상기 유체가 상기 하우징(100) 내부에서 이동하는 유체이동통로(130) 및 상기 유체에 포함된 이물질의 분리를 위한 정재파를 상기 유체이동통로(130) 상에 형성시키는 정재파 인가부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치가 제공된다.

Description

정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법{DEVICE AND METHOD FOR MICRO-PARTICLES SEPARATION USING MULTI-ACOUSTIC STANDING WAVE WHITH CROSS FLOW}
본 발명은 환경 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염수에 포함된 고형물질을 효과적으로 여과시킬 수 있는 정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법에 관한 것이다.
오수, 폐수 및 탁수 중에는 입자의 비중이 가벼워서 수십일 동안 잘 침전되지 않는 입자성 물질이 존재한다. 이러한 입자성 물질은 수체의 오염정도를 악화시키고 물의 유효한 이용을 저해한다.
기존에는 수체에 입자성 물질을 분리, 제거하기 위하여 중력식 침전, 원심분리나 여과 등의 물리적 방법을 이용하거나 화학물질에 의한 응집침전 방법을 이용하여 입자성 물질을 분리시켰다.
그런데, 이러한 종래의 기술은 미반응된 화학물질이 수질 및 자연환경에 영향을 미치는 경우가 있으며, 입자와 물이 혼합된 분리 층은 별도로 분리시킨 후에 추가적인 분리 및 농축 등의 처리 방법이 필요하다.
또한, 입자와 물이 혼합된 부분을 분리시켜도 상당량의 물이 존재하므로 추가적인 물의 분리 및 농축 시설이 요구된다는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 슬러지 발생량을 최소화하는 즉, 추가적인 물질을 투여하지 않을 뿐만 아니라 친환경적인 방법 중 하나로 정재파 또는 음향파 등을 이용하여 수중의 입자를 분리하는 방법에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
이에 따라 정재파를 이용한 입자분리 종래 기술이 제시된바 있으나(공개특허 10-2011-0048134), 상기 종래 기술은 정재파를 이용하여 물의 흐름을 조절하는 것에 그치고 입자별 분리의 구체적인 방식을 제시하지 못한 한계가 있었다.
본 발명은 상술된 종래의 유체 입자 분리 방식의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 화학물질을 이용하지 않고서도 유체에 존재하는 이물질을 분리할 수 있는 정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 원심분리 장치와 같은 고가의 분리 장치를 이용하지 않고서도 유체에 존재하는 이물질을 분리할 수 있는 정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 추가적인 슬러지를 발생시키지 않는 친 환경적인 유체에 존재하는 이물질을 분리할 수 있는 정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부의 유체가 유입되는 유체유입구(110) 및 유입된 상기 유체가 외부로 배출되는 유체배출구(120)가 형성된 하우징(100); 상기 유체유입구(110)에서 상기 유체배출구(120)까지 형성되며, 상기 유체가 상기 하우징(100) 내부에서 이동하는 유체이동통로(130); 및 상기 유체에 포함된 이물질의 분리를 위한 정재파를 상기 유체이동통로(130) 상에 형성시키는 정재파 인가부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치가 제공된다.
여기서, 상기 정재파에 의해 분리된 이물질이 하향 침전될 수 있도록, 상기 하우징(100)의 하부에 형성된 슬러지 호퍼(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 유체이동통로(130)는 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 형성되며, 상기 정재파는 상기 하우징(100)의 넓이 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 정재파 인가부(200)는, 상기 정재파 형성을 위한 파동을 발생시키기 위해, 상기 하우징(100)의 일측에 형성된 파동발생부(210); 및 상기 파동발생부(210)에서 발생된 파동을 반사하도록, 상기 하우징(100)의 타측에 상기 파동발생부(210)와 대향하여 형성된 파동반사부(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 정재파 인가부(200)는, 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수가, 상기 유체유입구(110)에 멀리 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수보다 더 고주파인 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 슬러지 호퍼(300)는, 상기 정재파가 형성된 지점의 하부에서 하향 함몰된 형상으로 형성되며, 상기 슬러지 호퍼(300)에 침전된 이물질이 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 배출관(310)과 연결된 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 배출관(310) 상에 형성되며, 상기 배출관(310)의 개폐를 담당하는 배출밸브(320);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 하우징(100)은, 상기 정재파가 형성된 지점을 외부에서 관찰할 수 있도록, 상기 정재파가 형성된 지점의 상부 또는 측부면이 투명체(140)로 형성된 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
또한, 상기 정재파가 형성된 지점의 영상을 획득하는 카메라(500); 및 상기 정재파가 형성된 지점의 조도를 높이는 조명(600);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법에 있어서, 상기 유체유입구(110)를 통해 상기 유체를 상기 하우징(100) 내부로 유입시키는 제1 단계(S100); 상기 유체가 상기 유체이동통로(130)를 따라 이동하는 제2 단계(S200); 상기 유체에 포함된 이물질이 상기 정재파 인가부(200)에 의해 형성된 상기 정재파에 의해 분리되는 제3 단계(S300); 및 상기 유체가 상기 유체배출구(120) 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 제4 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법이 제공된다.
여기서, 상기 정재파 인가부(200)는, 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 복수로 형성되며, 상기 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수가, 상기 유체유입구(110)에 멀리 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수보다 더 고주파이며, 상기 제3 단계(S300)는, 상기 유체가 상기 유체이동통로(130)를 이동하며, 상기 이물질 중 입자의 크기가 큰 이물질부터 차례로 상기 유체에서 분리되는 단계인 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법에 있어서, 상기 유체유입구(110)를 통해 상기 유체를 상기 하우징(100) 내부로 유입시키는 제1 단계(A100); 상기 유체가 상기 유체이동통로(130)를 따라 이동하는 제2 단계(A200); 상기 유체에 포함된 이물질이 상기 정재파 인가부(200)에 의해 형성된 상기 정재파에 의해 분리되는 제3 단계(A300); 상기 이물질이 상기 배출관(310)을 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 제4 단계(A400); 및 상기 유체가 상기 유체배출구(120) 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 제5 단계(A500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법이 제공된다.
여기서, 제4 단계(A400)는, 상기 이물질이 상기 정재파의 마디에 포집되는 단계(A410); 상기 마디에 포집된 상기 이물질이 응집되는 단계(A420); 응집된 상기 이물질이 하향 침강하여 상기 슬러지 호퍼(300)에 침전되는 단계(A430); 및 상기 슬러지 호퍼(300)에 침전된 상기 이물질이 상기 배출관(310)을 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 단계(A440);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법일 수 있다.
본 발명에 따르면 화학물질을 이용하지 않고서도 유체에 존재하는 이물질을 분리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 목적은 원심분리 장치와 같은 고가의 분리 장치를 이용하지 않고서도 유체에 존재하는 이물질을 분리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 추가적인 슬러지를 발생시키지 않아 친 환경적인 방식으로 유체에 존재하는 이물질의 분리하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정재파를 이용한 입자 분리 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정재파 인가부가 복수로 구비된 정재파를 이용한 입자 분리 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 정재파의 인가부가 복수로 구비된 정재파를 이용한 입자 분리 장치의 구성을 나타내는 도면.
본 발명에 따른 정재파를 이용한 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는 기본적으로, 외부의 유체가 유입되는 유체유입구(110) 및 유입된 상기 유체가 외부로 배출되는 유체배출구(120)가 형성된 하우징(100), 유체유입구(110)에서 유체배출구(120)까지 형성되며, 유체가 상기 하우징(100) 내부에서 이동하는 유체이동통로(130) 및 유체에 포함된 이물질의 분리를 위한 정재파를 유체이동통로(130) 상에 형성시키는 정재파 인가부(200)를 포함한다(도 1).
하우징(100)은 입자 분리 장치의 기본 외관을 형성하는 구성으로서, 하우징(100) 내부에서 유체에 포함된 이물질의 분리가 이루어진다. 하우징(100)에는 이물질을 포함한 상태의 유체가 유입되는 유체유입구(110)와 이물질이 분리된 상태의 유체가 배출되는 유체배출구(120)가 형성되어 있다.
유체이동통로(130)는 유체가 하우징(100) 내부에서 이동하는 통로로서, 유체유입구(110)부터 유체배출구(120)까지 형성된 하우징(100) 내부 공간을 의미한다. 유체이동통로(130)의 길이는 유체유입구(110)부터 유체배출구(120)까지의 거리에 의존된다.
본 발명은 정재파를 이용하여 유체에서 이물질을 분리하는 것을 주 목적으로 한다.
여기서 정재파(standing wave)란, 어떤 파동이 특성이 다른 매질의 경계면을 만났을 때, 그 경계면에서 반사되어온 파동과 합쳐져서 발생하는 일정한 파형을 형성하는 파동을 의미한다.
진행하는 파동 (traveling wave)은 특정점에서 봤을 때, 그 크기가 사인파형의 높낮이가 변하듯이 위 아래로 (즉 +, -)방향으로 계속 움직여야 정상이다.
그러나 어떤 경계면에서 파동이 반사되어 돌아오면 그 반사되어 돌아온 파와 진행하던 파가 합쳐지면서, +,-로 계속 변화하던 파동 속에 크기가 변하지 않고 특정 값을 가지는 정상파동(진행하지 않는 파동)이 발생되는데 이를 정재파(standing wave)라고 정의한다.
유체에서 정재파가 형성되는 유체 내에 존재하는 이물질 중에서 비중이 물보다 크거나, 물과 유사한 비중를 갖는 이물질들은 정재파의 마디(node) 부분에 모이고, 공기방울이나 오일과 같이 비중이 물보다 작은 것들은 정재파의 반마디(anti-node) 부분에 모여, 유체와 분리되는 현상이 발생된다.
이러게 유체와 분리된 이물질들은 시간에 지남에 따라 서로 응집하여 큰 플록(floc)을 형성한 뒤 하향 침강하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치의 정재파 인가부(200)는 정재파 형성을 위한 파동을 발생시키기 위해, 하우징(100)의 일측에 형성된 파동발생부(210) 및 파동발생부(210)에서 발생된 파동을 반사하도록, 하우징(100)의 타측에 상기 파동발생부(210)와 대향하여 형성된 파동반사부(220)를 포함한다.
여기서 파동은 초음파인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치의 하우징(100) 내부에서 정재파에 의해 이물질이 유체에서 분리되는 과정을 설명하면, 이물질이 포함된 유체가 유체유입구(110)를 통해 유입되면, 유체배출구(120)까지 유체이동통로(130)를 통해 이동하게 된다.
유체이동통로(130) 상에는 정재파 인가부(200)에 의해 발생된 정재파가 형성되어 있으므로, 유체이동통로(130)를 이동하는 유체에 포함된 이물질이 유체에서 분리되어 정재파의 마디 또는 반마디에 모이게 되고, 이물질이 분리된 유체는 유체배출구(120)를 통해 하우징(100) 외부로 배출되게 된다.
이러한 구성을 취하는 경우, 종래의 유체에서 이물질을 분리하는 방법과 같이 화학물질이나 고가의 물리적 장치를 사용하지 않고서도, 유체에서 이물질을 분리하는 것이 가능하다는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는 화학물질의 사용이 요구되지 아니하므로 별도의 잔여물이 발생되지 않아 친 환경적이고, 사용되는 장치가 고가의 장치가 아니므로 경제적인 효과가 추가된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자분리장치의 유체이동통로(130)는 하우징(100)의 길이 방향을 따라 형성되며, 이 경우 정재파는 하우징(100)의 넓이 방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 정재파는 유체의 흐름방향과 교차된 방향으로 발생되게 되므로 유체의 흐름이 유지되는 가운데 유체에서 이물질을 분리하는 것이 가능하다는 효과를 갖는다.
또한, 정재파를 하우징(100)의 넓이 방향을 따라 형성시키기 위해서는, 정재파 인가부(200)의 파동발생부(210) 및 파동반사부(220)를, 하우징(100)의 길이 방향을 따라 배치하여야 하므로, 이 경우 복수의 정재파 인가부(200)를 형성시키는 것이 용이하다는 장점을 갖는다(도 2, 3).
정재파 인가부(200)를 복수로 형성시키는 경우, 유체에서 이물질을 분리하는 효율이 상승될 수 있다.
구체적으로, 정재파 인가부(200)를 하우징(100)의 길이 방향을 따라 복수로 형성시키면, 유체이동통로(130)와 교차되는 복수의 정재파가 형성되게 된다.
이에 따라, 유체는 유체이동통로(130)를 이동하면서, 복수의 정재파를 통과하게 되고, 유체에서의 이물질의 분리 역시 복수로 수행되게 되어 유체에서의 이물질 분리의 효율이 상승될 수 있는 것이다.
이 경우, 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수가, 유체유입구(110)에 멀리 위치한 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수보다 더 고주파인 것이 바람직하다.
예를 들면, 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수는 3.0 MHz 이고, 유체유입구(110)에 멀리 위치한 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수는 1.0 MHz 일 수 있다.
이러한 구성을 취하는 경우, 고주파의 정재파에서 분리되는 이물질의 입자의 크기가 저주파에서 분리되는 이물질의 입자의 크기보다 크므로, 유체가 유체이동통로(130)를 통과하면서 큰 입자의 이물질부터 분리될 수 있다.
이 경우, 유체에서 이물질이 분리되는 분리 효율을 상승시킬 수 있다는 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는 정재파에 의해 분리된 이물질이 하향 침전될 수 있도록, 하우징(100)의 하부에 형성된 슬러지 호퍼(300)를 더 포함할 수 있다(도 1).
슬러지 호퍼(300)는, 정재파가 형성된 지점의 하부에서 하향 함몰된 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 슬러지 호퍼(300)에 침전된 이물질이 하우징(100) 외부로 배출되는 배출관(310)과 연결될 수 있다(도 1).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는 배출관(310) 상에 형성되며, 배출관(310)의 개폐를 담당하는 배출밸브(320)를 더 포함할 수 있다(도 1).
이러한 구성을 취하는 경우, 배출밸브(320)를 개방하는 것만으로, 유체에서 분리된 이물질을 하우징(100) 외부로 배출하는 것이 가능하다는 장점를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는, 하우징(100) 내부로 유체가 유입되기 전에 유체의 이동 속도를 저감시키는 유속저감장치(400)를 더 포함할 수 있다(도 1).
유속저감장치는 유체유입구(110)와 연결된 유입관(1) 상에 형성되는 것이 바람직하다. 또는 유입관(1)과 유체유입구(110) 사이에 형성될 수도 있다.
유체의 유속을 저감하기 위해 유속저감장치는 유입관(1) 이나 하우징(100)의 단면보다 더 큰 단면을 가지는 저장탱크일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는, 정재파가 형성된 지점을 외부에서 관찰할 수 있도록, 정재파가 형성된 지점의 상부 또는 측부면이 투명체(140)로 형성된 것이 바람직하다(도 1).
정재파가 형성되는 지점은 유체에서 분리된 이물질이 모이는 지점이므로, 이물질의 분리가 원활하게 수행되는지 여부를 확인할 수 있도록, 정재파가 형성된 지점의 상부 또는 측부면이 투명체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치는, 정재파가 형성된 지점의 영상을 획득하는 카메라(500) 및 정재파가 형성된 지점의 조도를 높이는 조명(600)을 더 포함할 수 있다(도 1).
이러한 구성을 취하는 경우, 입자 분리 장치의 기능 수행의 관찰 및 입자 분리 장치의 유지 및 관리가 용이하다는 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법을 이하 설명하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법은, 유체유입구(110)를 통해 유체를 하우징(100) 내부로 유입시키는 제1 단계(S100), 유체가 유체이동통로(130)를 따라 이동하는 제2 단계(S200), 유체에 포함된 이물질이 정재파 인가부(200)에 의해 형성된 정재파에 의해 분리되는 제3 단계(S300) 및 유체가 유체배출구(120) 통해 하우징(100) 외부로 배출되는 제4 단계(S400)를 포함할 수 있다(도 4).
여기서, 정재파 인가부(200)가 하우징(100)의 길이 방향을 따라 복수로 형성되는 경우, 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수가, 유체유입구(110)에 멀리 위치한 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수보다 더 고주파인 것이 바람직하며, 제3 단계(S300)는 유체가 유체이동통로(130)를 이동하며, 이물질 중 입자의 크기가 큰 이물질부터 차례로 상기 유체에서 분리되는 단계일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법은, 유체유입구(110)를 통해 유체를 상기 하우징(100) 내부로 유입시키는 제1 단계(A100), 유체가 유체이동통로(130)를 따라 이동하는 제2 단계(A200), 유체에 포함된 이물질이 정재파 인가부(200)에 의해 형성된 정재파에 의해 분리되는 제3 단계(A300), 이물질이 배출관(310)을 통해 하우징(100) 외부로 배출되는 제4 단계(A400) 및 유체가 유체배출구(120) 통해 하우징(100) 외부로 배출되는 제5 단계(A500)를 포함할 수 있다(도 5).
여기서 제4 단계(A400)는, 이물질이 정재파의 마디에 포집되는 단계(A410), 마디에 포집된 이물질이 응집되는 단계(A420), 응집된 이물질이 하향 침강하여 슬러지 호퍼(300)에 침전되는 단계(A430) 및 슬러지 호퍼(300)에 침전된 이물질이 배출관(310)을 통해 하우징(100) 외부로 배출되는 단계(A440)를 포함할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 하우징
200 : 정재파 인가부
300 : 슬러지 호퍼
400 : 유속저감장치
500 : 카메라
600 : 조명

Claims (14)

  1. 외부의 유체가 유입되는 유체유입구(110) 및 유입된 상기 유체가 외부로 배출되는 유체배출구(120)가 형성된 하우징(100);
    상기 유체유입구(110)에서 상기 유체배출구(120)까지 형성되며, 상기 유체가 상기 하우징(100) 내부에서 이동하는 유체이동통로(130); 및
    상기 유체에 포함된 이물질의 분리를 위한 정재파를 상기 유체이동통로(130) 상에 형성시키는 정재파 인가부(200);를 포함하며,
    상기 정재파 인가부(200)는, 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 복수로 형성되며,
    상기 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수가, 상기 유체유입구(110)에 멀리 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수보다 더 고주파인 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정재파에 의해 분리된 이물질이 하향 침전될 수 있도록, 상기 하우징(100)의 하부에 형성된 슬러지 호퍼(300);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유체이동통로(130)는 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 형성되며, 상기 정재파는 상기 하우징(100)의 넓이 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정재파 인가부(200)는,
    상기 정재파 형성을 위한 파동을 발생시키기 위해, 상기 하우징(100)의 일측에 형성된 파동발생부(210); 및
    상기 파동발생부(210)에서 발생된 파동을 반사하도록, 상기 하우징(100)의 타측에 상기 파동발생부(210)와 대향하여 형성된 파동반사부(220);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 슬러지 호퍼(300)는,
    상기 정재파가 형성된 지점의 하부에서 하향 함몰된 형상으로 형성되며,
    상기 슬러지 호퍼(300)에 침전된 이물질이 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 배출관(310)과 연결된 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배출관(310) 상에 형성되며, 상기 배출관(310)의 개폐를 담당하는 배출밸브(320);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 하우징(100)은,
    상기 정재파가 형성된 지점을 외부에서 관찰할 수 있도록, 상기 정재파가 형성된 지점의 상부 또는 측부면이 투명체(140)로 형성된 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정재파가 형성된 지점의 영상을 획득하는 카메라(500); 및
    상기 정재파가 형성된 지점의 조도를 높이는 조명(600);을
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.
  11. 제4항에 따른 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법에 있어서,
    상기 유체유입구(110)를 통해 상기 유체를 상기 하우징(100) 내부로 유입시키는 제1 단계(S100);
    상기 유체가 상기 유체이동통로(130)를 따라 이동하는 제2 단계(S200);
    상기 유체에 포함된 이물질이 상기 정재파 인가부(200)에 의해 형성된 상기 정재파에 의해 분리되는 제3 단계(S300); 및
    상기 유체가 상기 유체배출구(120) 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 제4 단계(S400);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 정재파 인가부(200)는, 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 복수로 형성되며,
    상기 유체유입구(110)에 가깝게 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수가, 상기 유체유입구(110)에 멀리 위치한 상기 정재파 인가부(200)에서 발생되는 정재파의 주파수보다 더 고주파이며,
    상기 제3 단계(S300)는,
    상기 유체가 상기 유체이동통로(130)를 이동하며, 상기 이물질 중 입자의 크기가 큰 이물질부터 차례로 상기 유체에서 분리되는 단계인 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법.
  13. 제7항에 따른 입자 분리 장치를 이용하여 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법에 있어서,
    상기 유체유입구(110)를 통해 상기 유체를 상기 하우징(100) 내부로 유입시키는 제1 단계(A100);
    상기 유체가 상기 유체이동통로(130)를 따라 이동하는 제2 단계(A200);
    상기 유체에 포함된 이물질이 상기 정재파 인가부(200)에 의해 형성된 상기 정재파에 의해 분리되는 제3 단계(A300);
    상기 이물질이 상기 배출관(310)을 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 제4 단계(A400); 및
    상기 유체가 상기 유체배출구(120) 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 제5 단계(A500);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제4 단계(A400)는,
    상기 이물질이 상기 정재파의 마디에 포집되는 단계(A410);
    상기 마디에 포집된 상기 이물질이 응집되는 단계(A420);
    응집된 상기 이물질이 하향 침강하여 상기 슬러지 호퍼(300)에 침전되는 단계(A430); 및
    상기 슬러지 호퍼(300)에 침전된 상기 이물질이 상기 배출관(310)을 통해 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 단계(A440);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 포함된 이물질을 분리하는 방법.
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