KR101576087B1 - 교체가 용이한 상향류 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교체가 용이한 상향류 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하부의 원수유입라인을 통하여 오염원이 포함된 원수가 유입되면 중력과 반대방향인 상향으로 여과장치 내로 유입수로 채워지며, 여과장치 상부까지 유입수가 채워지면 상부에 위치한 원수유출라인을 통하여 방출되고, 몸통 내의 하단부에 제 1 메쉬망이 설치되어 원수유입라인을 통하여 유입된 원수가 좁은 관로에서 여과장치에 충진된 여재를 직접 접촉하지 않고 하부의 빈 공간에 우선적으로 채워지며, 설치된 제 1 메쉬망의 내부에 충진된 여재에 접촉하게 됨으로써, 좁은 관로에서 유입된 원수의 난류를 방지하고 기존 상향류식 압력 여과 탱크에서 발생하는 수로현상을 방지하며, 여과장치에 충진되어 있는 여재의 접촉 면적을 넓게 하고, 접촉 시간을 충분히 주어서 여과효율이 높아지며, 부유 현탁물의 퇴적이 적어서 역세척 빈도가 적고, 상,하부가 관통된 몸통의 상부와 하부에 덮개를 설치하여 개폐하는데, 각 덮개의 경우 조립식으로 구성되어 충진된 여재의 교체 시 하부 연배관으로 내부의 물의 배수 후 하부 덮개를 열어 여재를 제거한 후, 덮개를 닫고 상부 덮개를 열어서 새 여재를 충진할 수 있어 기존 압력식 탱크에 비해 내부 여재의 교체가 간편하면서 편리하며, 여재 투입량 대비 오염물 제거 효과가 높은 특징이 있다.

Description

교체가 용이한 상향류 여과장치{Replacement is easy up-flow filtration device}

본 발명은 교체가 용이한 상향류 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하부의 원수유입라인을 통하여 오염원이 포함된 원수가 유입되면 중력과 반대방향인 상향으로 여과장치 내로 유입수로 채워지며, 여과장치 상부까지 유입수가 채워지면 상부에 위치한 원수유출라인을 통하여 방출되고, 몸통 내의 하단부에 제 1 메쉬망이 설치되어 원수유입라인을 통하여 유입된 원수가 좁은 관로에서 여과장치에 충진된 여재를 직접 접촉하지 않고 하부의 빈 공간에 우선적으로 채워지며, 설치된 제 1 메쉬망의 내부에 충진된 여재에 접촉하게 됨으로써, 좁은 관로에서 유입된 원수의 난류를 방지하고 기존 상향류식 압력 여과 탱크에서 발생하는 수로현상을 방지하며, 여과장치에 충진되어 있는 여재의 접촉 면적을 넓게 하고, 접촉 시간을 충분히 주어서 여과효율이 높아지며, 부유 현탁물의 퇴적이 적어서 역세척 빈도가 적고, 상,하부가 관통된 몸통의 상부와 하부에 덮개를 설치하여 개폐하는데, 각 덮개의 경우 조립식으로 구성되어 충진된 여재의 교체 시 하부 연배관으로 내부의 물의 배수 후 하부 덮개를 열어 여재를 제거한 후, 덮개를 닫고 상부 덮개를 열어서 새 여재를 충진할 수 있어 기존 압력식 탱크에 비해 내부 여재의 교체가 간편하면서 편리하며, 여재 투입량 대비 오염물 제거 효과가 높은 교체가 용이한 상향류 여과장치에 관한 것이다.

우리나라도 물부족 국가가 될 것이라는 발표가 있었다. 그런데 국내의 실정을 살펴보면, 지하수의 의존도가 5%선 미만에 머무르고 있는 현상황에서 지하수를 효율적으로 활용하기 위해서는 지하수 자원을 허드렛물 또는 보조용수로 인식하고 있는 기존 물관리 정책에 획기적인 사고의 전환이 시급한 설정이다.

이를 위해서는 지하수가 가뭄, 홍수, 수질사고, 핵사고 혹은 테러 등 비상사태에 대비한 비상용수라는 의식 전환이 필요함과 아울러 양질의 음용수로서 국민의 건강과 삶의 질을 높일 수 있는 생명수로서 석유, 석탄 자원과는 다른 적절한 개발 및 상시 이용관리를 필요로 하는 순환형 전략 자원이 되어야 한다.

현재 국내의 지하수에 함유된 가장 주된 오염물질은 질산성 질소와 인이다.

질산염은 비료의 사용과 부패식품과 동물 및 가축 분비물, 불법 투기된 오물, 산업폐기물, 거름, 대기 중의 유실물 등이 주요 발생 요인이고 장기간의 삼투로 인하여 오염되며, 오염된 물에서는 일반적으로 질산염의 농도가 아질산염 농도보다 높게 나타난다.

따라서 최근에는 지하수는 물론, 호소 및 강, 계곡수 등을 정수하여 음용할 수 있는 장치가 활발하게 개발되고 있다.

여기서, 일반적인 정수장치는 Adsorption Module - Membrane(UF) Module - Infection(UV) Module의 3단계 처리 공정으로 이루어져 있다. 원수가 유입 되면 Adsorption Module을 통과하여 원수내의 중금속 및 비소(As) 질산성 질소(NO³-N) 제거하며, Adsorption Module을 통과한 처리수는 다음 공정인 Membrane Module로 이동 Adsorption Module에서 제거 되지 못한 미생물, 입자성 물질을 여과 처리하며, 마지막으로 Infection Module을 통해 전 단계에 처리 되지 못한 일반세균 및 병원성 미생물을 제거하여 음용가능 수질의 처리수를 생산하게 된다. 또한 Adsorption/Membrane Module의 경우 시간이 지남에 따라 막 오염 유기물의 생성으로 인하여 처리 효율이 저하 될 수 있는데, 주기적으로 생산수를 이용 역세 공정을 실시 각 모듈의 처리 성능을 일정수준 유지, 장기간 안정적은 처리수를 생산한다.

이때, 상기 여과를 위한 장치로써, 압력식 여과탱크가 사용된다.

그런데, 상기 압력식 여과탱크의 경우 여재의 충진의 유입구와 유출수가 일원화 되어서 여재의 교체 및 교환에 있어서 어려움이 많으며, 일정량 이상의 여재를 충진 시 다수의 인원이 투입되어서 교체해야 하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0623929호 대한민국 등록특허공보 제10-0971536호 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0020563호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

하부의 원수유입라인을 통하여 오염원이 포함된 원수가 유입되면 중력과 반대방향인 상향으로 여과장치 내로 유입수로 채워지며, 여과장치 상부까지 유입수가 채워지면 상부에 위치한 원수유출라인을 통하여 방출되고, 몸통 내의 하단부에 제 1 메쉬망이 설치되어 원수유입라인을 통하여 유입된 원수가 좁은 관로에서 여과장치에 충진된 여재를 직접 접촉하지 않고 하부의 빈 공간에 우선적으로 채워지며, 설치된 제 1 메쉬망의 내부에 충진된 여재에 접촉하게 됨으로써, 좁은 관로에서 유입된 원수의 난류를 방지하고 기존 상향류식 압력 여과 탱크에서 발생하는 수로현상을 방지하며, 여과장치에 충진되어 있는 여재의 접촉 면적을 넓게 하고, 접촉 시간을 충분히 주어서 여과효율이 높아지며, 부유 현탁물의 퇴적이 적어서 역세척 빈도가 적은 교체가 용이한 상향류 여과장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 상,하부가 관통된 몸통의 상부와 하부에 덮개를 설치하여 개폐하는데, 각 덮개의 경우 조립식으로 구성되어 충진된 여재의 교체 시 하부 연배관으로 내부의 물의 배수 후 하부 덮개를 열어 여재를 제거한 후, 덮개를 닫고 상부 덮개를 열어서 새 여재를 충진할 수 있어 기존 압력식 탱크에 비해 내부 여재의 교체가 간편하면서 편리하며, 여재 투입량 대비 오염물 제거 효과가 높은 교체가 용이한 상향류 여과장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 여과장치 내의 원수가 상향류로 유동됨으로써, 손실수두가 적고, 수지 주입량이 적으며, 부유 현탁물의 퇴적이 적어 역세척 빈도가 적어지는 교체가 용이한 상향류 여과장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 여과장치에 있어서,

내부가 중공되면서 양측이 관통되고, 하단부의 외부면에는 외부의 원수가 중공된 내부에 유입되어 채워지도록 유입구가 형성되며, 상단부의 외부면에는 채워진 원수가 상향으로 여과된 후, 외부로 배출되도록 배출구가 형성되는 몸통과;

상기 유입구 측 몸통의 내부에 구비되어 유입된 원수의 난류 및 수로(水路)현상을 방지 및 1차 이물질을 제거하는 제 1 메쉬망과;

상기 몸통의 내부에 구비되되, 상기 제 1 메쉬망의 상측부에 다수개가 채워져 원수 내의 이물질 흡착 및 이온교환(Ion Exchange)하는 여재와;

상기 배출구 측 몸통의 내부에 구비되되, 상기 여재의 상부측에 형성되어 여과된 원수 내 2차 이물질 제거 및 여재를 고정시키는 제 2 메쉬망과;

상기 관통된 몸통의 상,하측에 각각 설치되되, 상기 여재를 용이하게 교체할 수 있도록 몸통의 내부를 개폐하는 덮개;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 상향류 여과장치에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 교체가 용이한 상향류 여과장치는 하부의 원수유입라인을 통하여 오염원이 포함된 원수가 유입되면 중력과 반대방향인 상향으로 여과장치 내로 유입수로 채워지며, 여과장치 상부까지 유입수가 채워지면 상부에 위치한 원수유출라인을 통하여 방출되고, 몸통 내의 하단부에 제 1 메쉬망이 설치되어 원수유입라인을 통하여 유입된 원수가 좁은 관로에서 여과장치에 충진된 여재를 직접 접촉하지 않고 하부의 빈 공간에 우선적으로 채워지며, 설치된 제 1 메쉬망의 내부에 충진된 여재에 접촉하게 됨으로써, 좁은 관로에서 유입된 원수의 난류를 방지하고 기존 상향류식 압력 여과 탱크에서 발생하는 수로현상을 방지하며, 여과장치에 충진되어 있는 여재의 접촉 면적을 넓게 하고, 접촉 시간을 충분히 주어서 여과효율이 높아지며, 부유 현탁물의 퇴적이 적어서 역세척 빈도가 적은 효과가 있다.

또한, 상,하부가 관통된 몸통의 상부와 하부에 덮개를 설치하여 개폐하는데, 각 덮개의 경우 조립식으로 구성되어 충진된 여재의 교체 시 하부 연배관으로 내부의 물의 배수 후 하부 덮개를 열어 여재를 제거한 후, 덮개를 닫고 상부 덮개를 열어서 새 여재를 충진할 수 있어 기존 압력식 탱크에 비해 내부 여재의 교체가 간편하면서 편리하며, 여재 투입량 대비 오염물 제거 효과가 높은 효과가 있다.

또한, 여과장치 내의 원수가 상향류로 유동됨으로써, 손실수두가 적고, 수지 주입량이 적으며, 부유 현탁물의 퇴적이 적어 역세척 빈도가 적어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교체가 용이한 상향류 여과장치를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교체가 용이한 상향류 여과장치에서 덮개의 개폐를 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 메쉬망을 나타낸 전개도이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 여과장치에 있어서,

내부가 중공되면서 양측이 관통되고, 하단부의 외부면에는 외부의 원수가 중공된 내부에 유입되어 채워지도록 유입구가 형성되며, 상단부의 외부면에는 채워진 원수가 상향으로 여과된 후, 외부로 배출되도록 배출구가 형성되는 몸통과;

상기 유입구 측 몸통의 내부에 구비되어 유입된 원수의 난류 및 수로(水路)현상을 방지 및 1차 이물질을 제거하는 제 1 메쉬망과;

상기 몸통의 내부에 구비되되, 상기 제 1 메쉬망의 상측부에 다수개가 채워져 원수 내의 이물질 흡착 및 이온교환(Ion Exchange)하는 여재와;

상기 배출구 측 몸통의 내부에 구비되되, 상기 여재의 상부측에 형성되어 여과된 원수 내 2차 이물질 제거 및 여재를 고정시키는 제 2 메쉬망과;

상기 관통된 몸통의 상,하측에 각각 설치되되, 상기 여재를 용이하게 교체할 수 있도록 몸통의 내부를 개폐하는 덮개;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교체가 용이한 상향류 여과장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교체가 용이한 상향류 여과장치에서 덮개의 개폐를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 메쉬망을 나타낸 전개도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 교체가 용이한 상향류 여과장치(70)는 몸통(10)과, 제 1 메쉬망(20)과, 여재(30)와, 제 2 메쉬망(40)과, 덮개(50)로 구성된다.

상기 몸통(10)은 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 원통형으로 형성되어 내부가 중공되면서 양측이 관통되고, 상기 몸통(10)의 하단부의 외부면에는 외부의 원수가 중공된 내부에 유입되어 채워지도록 하나 이상의 유입구(11)가 형성되며, 상기 몸통(10)의 상단부의 외부면에는 채워진 원수가 상향으로 여과된 후, 외부로 배출되도록 하나 이상의 배출구(12)가 형성된다.

여기서, 상기 몸통(10)의 양끝단부에는 덮개(50)가 볼트 등에 의해 연결되도록 플랜지가 각각 형성된다.

그리고, 상기 몸통(10)의 하단부에는 몸통(10)이 지면하고 소정간격으로 이격되면서 몸통(10)이 지면에 지지되도록 받침대(13)가 더 형성되고, 상기 받침대(13)는 도 1 내지 도 2에서처럼, 몸통(10)의 하단부 플랜지와 볼트 등에 의해 연결되도록 상부에 플랜지가 형성되고, 몸통(10)을 지면에 지지하기 위해 하단부에도 상부보다 넓은 플랜지가 형성된다.

또한, 상기 받침대(13)의 상,하부 플랜지는 다수개의 지지대로 상호 연결되어 몸통(10)의 하중을 받쳐주면서 지지해주는 것이다.

상기 제 1 메쉬망(20)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 유입구(11) 측 몸통(10)의 내부에 구비되어 유입된 원수의 난류 및 수로(水路)현상을 방지하고 동시에 1차로 이물질을 제거한다.

여기서, 상기 제 1 메쉬망(20)은 도 3에서처럼, 몸통(10) 내에 일부의 공간부(21)가 형성되도록 "T" 형태로 형성되고, 상기 제 1 메쉬망(20)은 중앙부가 관통되어 여재(30)가 내부까지 구비된다. 이때, 상기 제 1 메쉬망(20)의 수평부는 몸통(10)의 내주연에 맞게 형성되고, 상기 제 1 메쉬망(20)의 수직부는 몸통(10)의 바닥면 즉, 덮개(50)의 상부면에 지지되면서 양측에 공간부(21)가 형성된다.

그리고, 상기 제 1 메쉬망(20)의 상부면은 도 3에서처럼, 상측으로 확관되는 형태로 경사지게 형성되고, 전체가 타공된 메쉬형태로 형성되어 유입된 원수가 상향식으로 이송시, 여재(30)에 수로현상이 방지되면서 고루 여재(30) 사이로 원수가 이송될 수 있다. 이렇게 되기 위해서 제 1 메쉬망(20)의 수직부 중앙부에 수직으로 관통되어 내부에 여재(30)가 채워진다.

상기 여재(30)는 도 1에 도시한 바와 같이, 몸통(10)의 내부에 채워지는데, 제 1 메쉬망(20)과 제 2 메쉬망(40) 사이에 구비되어 원수 내의 이물질 흡착 및 이온교환(Ion Exchange)한다.

여기서, 상기 여재(30)는 다수개의 알갱이 형태로 형성되는데, 활성탄 또는 SBA(Strong Base Anion) 수지로 이루어져 흡착,여과를 하는 동시에 질산성 질소(NO³-N) 및 Ion 오염물을 제거할 수 있다.

상기 제 2 메쉬망(40)은 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 배출구(12) 측 몸통(10)의 내부에 구비되되, 상기 여재(30)의 상부측에 형성되어 여과된 원수 내 2차 이물질 제거 및 여재를 고정시키는 역할을 한다. 즉, 상기 제 2 메쉬망(40)은 몸통(10)의 내주연에 꽉 맞게 수평으로 형성되지만, 여재(30)의 교체시에는 탈락되는 구조이다.

상기 덮개(50)는 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 관통된 몸통(10)의 상,하측(양측)에 각각 설치되되, 상기 여재(30)를 용이하게 교체할 수 있도록 몸통(10)의 내부를 개폐하는 역할을 한다.

여기서, 상기 덮개(50)는 도 2에서처럼, 몸통(10)의 양측 플랜지에 볼트 등에 의해 연결되도록 연결홀(51)이 원주방향으로 다수개 형성되고, 상기 몸통(10)의 플랜지에도 홀이 동일한 위치와 개수로 형성된다.

그리고, 상기 몸통(10)의 상측 덮개(50)에는 몸통(10) 내의 압축공기를 외부로 배출하는 공기빼기밸브(60)가 더 설치되고, 상기 공기빼기밸브(60)는 덮개(50) 이외에도 몸통(10)의 상부측 일단부에 연결될 수도 있다.

10 : 몸통 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 받침대
20 : 제 1 메쉬망 21 : 공간부
30 : 여재 40 : 제 2 메쉬망
50 : 덮개 51 : 연결홀
60 : 공기빼기밸브 70 : 여과장치

Claims (4)

1. 여과장치(70)에 있어서,
   내부가 중공되면서 양측이 관통되고, 하단부의 외부면에는 외부의 원수가 중공된 내부에 유입되어 채워지도록 유입구(11)가 형성되며, 상단부의 외부면에는 채워진 원수가 상향으로 여과된 후, 외부로 배출되도록 배출구(12)가 형성되는 몸통(10)과;
   상기 유입구(11) 측 몸통(10)의 내부에 구비되어 유입된 원수의 난류 및 수로(水路)현상을 방지 및 1차 이물질을 제거하는 제 1 메쉬망(20)과;
   상기 몸통(10)의 내부에 구비되되, 상기 제 1 메쉬망(20)의 상측부에 다수개가 채워져 원수 내의 이물질 흡착 및 이온교환(Ion Exchange)하는 여재(30)와;
   상기 배출구(12) 측 몸통(10)의 내부에 구비되되, 상기 여재(30)의 상부측에 형성되어 여과된 원수 내 2차 이물질 제거 및 여재(30)를 고정시키는 제 2 메쉬망(40)과;
   상기 관통된 몸통(10)의 상,하측에 각각 설치되되, 상기 여재(30)를 용이하게 교체할 수 있도록 몸통(10)의 내부를 개폐하는 덮개(50);를 포함하여 구성되며,
   상기 제 1 메쉬망(20)은 몸통(10) 내의 공간부(21)가 형성되도록 "T" 형태로 형성되고, 중앙부가 관통되어 여재(30)가 내부까지 구비되되, 메쉬망(20)의 수직부는 몸통(10)의 바닥면에 지지되면서 양측에 공간부(21)를 형성하고, 메쉬망(20)의 상부면은 상측으로 확관되는 형태로 경사지게 형성되며,
   상기 몸통(10)의 하단부에는 몸통(10)이 지면하고 이격되면서 지면에 지지되도록 받침대(13)가 더 형성되며,
   상기 몸통(10)의 상측부 또는 상측 덮개(50)에는 몸통(10) 내의 압축공기를 외부로 배출하는 공기빼기밸브(60)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 상향류 여과장치.
   
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