KR101672517B1 - 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 - Google Patents

폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양식장, 사우나, 산업체 등에서 버려지는 폐수에 함유된 폐수열을 열원수로 이용하는 히트펌프형 열교환기에 오염물질이 형성되는 것을 방지하기 위하여 열교환기로 유입되는 배수에 포함된 오염물질을 걸러낼 수 있도록 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 양어장 수조로부터 배출되는 배수에 함유된 열을 재활용할 수 있도록 하는 폐수열원을 이용한 히트펌프 열교환기에 있어서, 상기 양어장 수조와 판형열교환기의 사이에는 세정볼을 이용하는 자동오염제거장치가 설치되고, 상기 양어장 수조와 자동오염제거장치의 사이에는 배수 여과기가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치{Pre-processing device for removing contaminants of the heat exchanger using waste water heat source}
본 발명은 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양식장, 사우나, 산업체 등에서 버려지는 폐수에 함유된 폐수열을 열원수로 이용하는 히트펌프형 열교환기에 오염물질이 형성되는 것을 방지하기 위하여 열교환기로 유입되는 배수에 포함된 오염물질을 걸러낼 수 있도록 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것이다.
버려지는 폐수에 함유된 폐수열을 히트펌프의 열원으로 이용하는 산업분야는 양식장을 비롯하여 사우나, 산업체 등 여러 분야가 있지만, 우선 양식장의 경우를 예로 들어 보면, 일반적으로, 양식장에서 사육되는 어류들은 수온에 민감하여 겨울철 수온이 저하되면 성장부진, 기형어 발생, 생존률 저하 등이 우려되고 또한 어체의 저항력이 약화되어 차후 수온이 상승될 때 각종 질병에 걸릴 우려가 높다.
따라서, 해수를 이용한 육상 양식장의 관리에 있어서 적정 수온을 유지하는 것은 매우 중요하다.
종래 대부분의 양식장에서는 겨울철에 수온이 저하하게 되면 해수의 온도를 적정온도(약 19 ~ 22℃)로 높이기 위해 경유 또는 벙커유 보일러를 사용하여 왔는데, 최근 들어 지속적인 유가 상승으로 인해 보일러의 유류 비용이 양식어가에 큰 부담이 되고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 근래에는 양식장 수조에서 바다로 방류되는 약 19~22℃의 배수로부터 열을 회수하기 위한 배수열회수시스템이 사용되고 있는데, 이러한 배수열회수시스템에는 주로 판형열교환기가 사용된다.
즉, 판형열교환기를 통해 양식장 수조로부터 방류되는 배수의 열을 이용하여 양식장 수조로 유입되는 해수의 온도를 상승시킴으로써 겨울철 해수의 온도를 높이기 위해 사용되는 유류 비용을 대폭 줄일 수 있도록 하는 것이다.
하지만, 이러한 배수열회수시스템에 사용되는 판형열교환기는 가동 초기 즉, 전열판에 오염이 생성되어 있지 않은 때에는 전열 성능이 우수하지만, 사용기간이 경과함에 따라 전열판이 오염되어 전열 성능이 서서히 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 양식장에 사용되는 판형열교환기의 경우에는 수조에서 방류되는 배수에 포함된 단백질, 점액질, 어류 사체 및 사료찌꺼기 등에 의해 전열판의 오염 속도가 매우 빠르며, 이에 따라 전열 성능이 급격히 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 해결하기 위한 종래 기술로 대한민국 등록특허공보 제10-0941375호에는 판형열교환기를 이용한 육상해수 양식장용 배수열회수시스템이 개시되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 양식장 수조(3)의 배수조(1) 흡입단에 설치되어 해산양식으로 발생 되는 큰부유물을 제거하기 위한 1차거름망(10); 상기 1차거름망(10)으로써 걸러진 배수를 배수회수펌프(20)의 동작으로 공급받아 배수에 포함된 슬러지를 침적하여 폐색 현상 및 효율저하물질 부착을 방지하기 위한 전처리 자동세정여과기(30); 상기 전처리 자동세정여과기(30)에서 여과된 배수와 해수를 공급받아 배수와 및 해수를 열교환 하여 가온 및 하강시키기 위한 판형티타늄 열교환기(80); 및 상기 전처리 자동세정여과기(30)의 라인에 구비되어 전처리 자동세정여과기(30)에서 걸러진 오염물질을 세정하는 동시에 상기 판형티타늄 열교환기(80) 내부를 세정하기 위한 분사세정장치(50)와, 상기 배수회수펌프(20)와 전처리 자동세정여과기(30) 사이에 연결되는 배수유입라인(21)에 구비된 배수유입밸브(60), 차압계(61) 및 상기 배수유입밸브(60)와 배수회수펌프(20) 사이의 배수유입라인(21)에 구비된 바이패스밸브(62), 상기 전처리 자동세정여과기(30)의 외부케이스(33) 하부에 구비된 드레인밸브(63), 상기 전처리 자동세정여과기(30)와 상기 판형 티타늄 열교환기(80) 사이에 연결되는 여과배수라인(65)에 구비된 여과배수밸브(66)의 동작을 제어하기 위한 자동운전제어장치(70);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
하지만, 상기와 같은 구성은 세정수를 열교환기의 내부로 분사하여 열교환기 내부를 세정해야 하므로, 전열판의 세정을 위해서는 반드시 시스템의 작동을 멈춘 후에 세정작업을 실시하여야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 전열판의 세정에 별도의 화학약품이 사용되므로 최근 양식장에서 많이 문제가 되고 있는 해양 오염의 우려가 높다는 문제점이 있었다.
또한, 최근의 육상수조식 양식장은 대부분 보일러 대신 양식수조에서 배출되는 배수를 열원으로 하는 히트펌프를 이용하여 바다에서 취수한 해수를 양식에 적합한 온도로 만들어 주는데, 히트펌프의 열원으로 사용되는 배수에는 어류배설물, 사료찌꺼기, 고기 분비물 등이 포함되어 있어 이들이 히트펌프로 유입되어 열원측 열교환기를 오염시키게 되므로 히트펌프의 성능이 급격히 저하된다.
그러므로 히트펌프의 성능을 확보하기 위해서는 무엇보다 열원측 열교환기에 생성된 오염을 제거해 주는 것이 무엇보다 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배수 여과기를 이용하여 양어장 수조로부터 배출되어 판형열교환기로 공급되는 배수에 포함된 이물질들을 1차적으로 걸러낼 수 있도록 함으로써 배수에 포함된 이물질들에 의해 판형열교환기가 오염되는 것을 최소화하고, 단순한 조작에 의해 배수 여과기에 의해 걸러진 이물질들을 청소할 수 있도록 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
양어장 수조로부터 배출되는 배수에 함유된 열을 재활용할 수 있도록 하는 폐수열원을 이용한 히트펌프 열교환기에 있어서, 상기 양어장 수조와 판형열교환기의 사이에는 세정볼을 이용하는 자동오염제거장치가 설치되고, 상기 양어장 수조와 자동오염제거장치의 사이에는 배수 여과기가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배수 여과기는 중앙부에 회전축이 설치되고 배수가 유입 및 유출되는 케이스와, 상기 회전축에 축설되도록 하여 케이스의 내측에 구비되는 원통형 거름망과, 상기 원통형 거름망을 세척하기 위한 세척장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 케이스에는 양어장 수조로부터 배출되는 배수가 유입되는 배수 입구부와, 유입된 배수가 배출되는 배수 배출구와, 원통형 거름망 외부에 쌓인 이물질과 배수를 배출하는 외부 드레인 및 원통형 거름망 내부에 쌓인 이물질과 배수를 배출하는 내부 드레인이 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배수 입구부와 배수 배출구의 사이에는 차압감지장치가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 거름망의 상단 및 하단부 외측과 케이스의 내측벽 사이에는 상부 차단판 및 하부 차단판이 설치된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 회전축의 상단에는 손잡이가 구비되고, 케이스의 상부 외측에 위치하는 회전축에는 축봉장치가 끼움 결합된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 세척장치는 케이스의 일측 벽면에 삽입 설치되는 제1세척수 공급관과, 상기 제1세척수 공급관에 설치되는 다수의 제1분사노즐을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 원통형 거름망은 일측으로 편심되도록 하여 회전축에 축설된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세척장치는 케이스의 내측으로 삽입 설치되는 브러시와, 상기 브러시에 연결 설치되어 브러시를 전,후로 이동시키는 브러시 이동부재로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 세척장치는 회전축의 내측으로 삽입 설치되는 제2세척수 공급관과, 상기 회전축의 외측으로 돌출되도록 하여 제2세척수 공급관에 연결 설치되는 다수의 제2분사노즐을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 배수 여과기를 이용하여 양어장 수조로부터 배출되어 판형열교환기로 공급되는 배수에 포함된 이물질들을 1차적으로 걸러낼 수 있도록 함으로써 배수에 포함된 이물질들에 의해 판형열교환기가 오염되는 것을 최소화하고, 배수열회수시스템이 오작동을 일으키는 것을 방지하며, 단순한 조작에 의해 배수 여과기에 의해 걸러진 이물질들을 청소할 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 판형열교환기를 이용한 육상해수 양식장용 배수열회수시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치를 포함하는 양식장 급수 온도 조절 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 중 배수 여과기를 세부적으로 나타낸 단면도.
도 4의 (a),(b)는 도 3에 나타낸 본 발명의 배수 여과기중 원통형 거름망을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5의 (a),(b)는 도 3에 나타낸 본 발명의 배수 여과기의 실시예를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 중 배수 여과기의 다른 실시예를 세부적으로 나타낸 단면도.
도 7의 (a),(b)는 도 6에 나타낸 배수 여과기의 사용상태를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 중 배수 여과기의 또 다른 실시예를 세부적으로 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치를 포함하는 양식장 급수 온도 조절 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 중 배수 여과기를 세부적으로 나타낸 단면도이며, 도 4의 (a),(b)는 도 3에 나타낸 본 발명의 배수 여과기중 원통형 거름망을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5의 (a),(b)는 도 3에 나타낸 본 발명의 배수 여과기의 실시예를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 중 배수 여과기의 다른 실시예를 세부적으로 나타낸 단면도이고, 도 7의 (a),(b)는 도 6에 나타낸 배수 여과기의 사용상태를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치 중 배수 여과기의 또 다른 실시예를 세부적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 양식장, 사우나, 산업체 등에서 버려지는 폐수에 함유된 폐수열을 열원수로 이용하는 히트펌프형 열교환기에 오염물질이 형성되는 것을 방지하기 위하여 열교환기로 유입되는 배수에 포함된 오염물질을 걸러낼 수 있도록 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것으로, 먼저 본 발명이 대표적으로 적용되는 육상수조식 양식장용 배수열회수시스템을 포함하는 양식장 급수 온도 조절 시스템(1)을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
육상수조식 양식장용 급수 온도 조절 시스템(1)은 양어장 수조(500)로부터 배출되는 배수를 이용하여 양어장 수조(500)로 공급되는 해수를 어류의 양식에 적합한 온도(약 19 ~ 22℃)로 가온시켜 공급할 수 있도록 하는 것으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 해수펌프(200), 판형열교환기(300), 히트펌프(400), 양어장 수조(500), 배수조(600) 및 배수펌프(700)를 포함하여 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 해수펌프(200)는 해수공급배관(220)을 통해 판형열교환기(300)에 연결 설치되어 양어장 수조(500)로 공급되는 해수를 끌어올려 판형열교환기(300)에 공급하는 역할을 하는 것으로, 상기 해수공급배관(220)에는 해수 여과기(210)가 설치되어 해수펌프(200)에 의해 끌어올려진 해수에 포함된 이물질을 여과시킬 수 있도록 구성되어 있다.
다음, 상기 판형열교환기(300)는 해수공급배관(220)을 통해 공급되는 해수를 1차로 가온시키는 역할을 하는 것으로, 이때 해수를 가온시키는 매체로는 양어장 수조(500)로부터 배출되는 배수가 사용된다.
즉, 상기 판형열교환기(300)에는 해수공급배관(220)에 연결 설치되는 해수 입구부(310)와, 후술할 배수 유입관(110)과 연결 설치되는 배수 입구부(330)가 서로 반대되는 방향에 형성되어, 해수 입구부(310)를 통해 유입되는 낮은 온도(약 3 ~ 8℃)의 해수와 배수 입구부(330)를 통해 유입되는 높은 온도(약 19 ~ 22℃)가 다수의 전열판 사이를 통과하면서 열교환이 이루어져 열교환이 이루어진 해수와 배수는 각각 판형열교환기(300)에 형성되는 해수 배출구(320)와 배수 배출구(340)를 통해 배출되는 것이다.
이때, 열교환이 끝난 배수는 배수 배출관(170)을 통해 바로 바다로 방류되거나, 해수용 히트펌프(미도시)가 설치되어 있는 경우에는 해수용 히트펌프의 가열매체로 다시 한 번 사용된 후 바다로 방류된다.
또한, 열교환이 끝난 해수는 2차 가열장치 즉, 히트펌프(400)로 공급되어 어류 양식에 적합한 온도로 2차 가온된 후 양어장 수조(500)로 보내진다.
즉, 상기 히트펌프(400)는 판형열교환기(300)와 양어장 수조(500)의 사이에 연결 설치되어 해수 배출구(320)를 통해 배출되는 열교환 후의 해수를 공급받아 양식하고자 하는 어류의 종류에 따라 적절한 온도로 가온시킨 후 양어장 수조(500)로 공급하는 역할을 하게 된다.
다음, 상기 양어장 수조(500)는 판형열교환기(300)에서 1차로 가온되고, 히트펌프(400)에 의해 2차로 가온되어 양식에 적합한 온도가 된 해수를 공급받아 어류를 사육하는 역할을 하는 것으로, 이와 같이 공급된 해수는 일정 시간 동안 어류 사육에 사용된 후 배출되어 배수조(600)로 공급된다.
즉, 상기 배수조(600)는 양어장 수조(500)로부터 배출되는 배수를 임시 저장하는 역할을 하는 것으로, 상기 배수조(600)에는 여과망(610)이 설치되어 배수에 포함된 사료 찌꺼기, 고기 사체, 배설물, 분비물 등의 비교적 크기가 큰 이물질들을 1차적으로 걸러낼 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이, 여과망(610)에 의해 이물질이 걸러진 배수는 배수펌프(700)에 의해 이동되어 판형열교환기(300)로 공급됨으로써 판형열교환기(300)로 유입되는 해수의 가온 작업에 사용되고, 육상수조식 양식장용 급수 온도 조절 시스템(1)은 이와 같은 싸이클을 반복하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치는 전술한 육상수조식 양식장용 급수 온도 조절 시스템(1) 중 판형 열교환기(300)에 오염물질이 형성되는 것을 방지하기 위하여 판형 열교환기(300)로 유입되는 배수에 포함된 오염물질을 걸러낼 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 그 구성은 크게 양어장 수조(500), 배수조(600), 배수펌프(700), 판형열교환기(300), 자동오염제거장치(100) 및 배수 여과기(800)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 자동오염제거장치(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 판형열교환기(300)와 양어장 수조(500)의 사이에 설치되어 배수펌프(700)에 의해 이동하는 배수의 흐름을 이용하여 다수의 세정볼들을 판형열교환기(300)의 내부로 투입시킴으로써 판형열교환기(300)의 전열판 표면과의 충돌력에 의해 표면에 형성된 오염물질들을 자동으로 제거할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
즉, 본 발명은 주로 해수펌프(200)에 의해 바다로부터 끌어올려지는 해수와 양어장 수조(500)에서 배출되는 배수를 각각 피가열매체와 가열매체로 사용하므로, 특히 배수에 포함된 단백질, 점액질, 어류 사체 및 사료찌꺼기 등의 이물질에 의해 전열판의 오염 속도가 매우 빠르게 진행되는데, 판형열교환기(300)가 오염되는 경우 열교환이 잘 이루어지지 않으므로 판형열교환기(300)로부터 배출되는 해수가 덜 가열된 상태로 히트펌프(400)에 유입되므로 히트펌프(400)에서의 가열량이 증가하게 되고, 그에 따라 소요되는 에너지량이 증가하게 되는 문제점이 발생하게 되므로, 세정볼들을 이용한 자동오염제거장치(100)를 작동시켜 전열판 표면에 형성되는 오염물질들을 주기적으로 제거함으로써 상기와 같은 문제점들을 해소할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 상기 세정볼(150)을 이용한 자동오염제거장치(100)는 배수 유입관(110)과, 배수 배출관(170), 세정볼 순환배관(180), 세정볼 분리기(120), 세정볼 회수기(130), 펌프(140) 및 이젝터(160)를 포함하여 구성될 수 있는데, 이러한 구성은 판형 열교환기의 세정을 위해 종래부터 사용되던 구조이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음, 상기 배수 여과기(800)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 양어장 수조(500)와 자동오염제거장치(100)의 사이에 연결 설치되는 것으로, 양어장 수조(500)부터 배수조(600)를 통해 배출된 배수에 포함되어 있는 이물질들을 걸러냄으로써 배수 유입관(110)을 통해 판형열교환기(300) 내부로 유입되는 배수를 정화시키는 역할을 하는 것이다.
즉, 상기 배수조(600)에 구비된 여과망(610)을 통해 배수에 포함된 이물질들을 1차적으로 걸러내기는 하지만, 상기 여과망(610)은 배수에 포함된 비교적 크기가 큰 이물질들만을 걸러낼 수 있도록 구성되어 있고, 여과망(610)을 통해 양어장 수조(500)로부터 배출되는 많은 양의 이물질들을 모두 걸러내는 것은 현실적으로 불가능하므로 양어장 수조(500)와 자동오염제거장치(100)의 사이, 보다 상세하게는 배수펌프(700)와 자동오염제거장치(100)의 사이에 별도의 배수 여과기(800)를 설치함으로써 배수에 포함된 이물질들을 추가로 걸러내어 판형열교환기(300)로 투입되는 이물질의 양을 최소화할 수 있도록 구성된 것이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 배수 여과기(800)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 크게 중앙부에 회전축(820)이 설치된 케이스(810)와, 원통형 거름망(830) 및 세척장치(840)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 케이스(810)는 배수펌프(700)의 구동에 의해 이동하는 배수가 통과하면서 이물질이 걸러지는 몸체부 역할을 하는 것으로, 그 중심부에는 원통형 거름망(830)이 회전 가능하도록 설치될 수 있도록 하는 회전축(820)이 상,하 방향으로 설치되어 있다.
이때, 상기 케이스(810)는 배수 입구부(812)와, 배수 배출구(814), 외부 드레인(816) 및 내부 드레인(818)을 포함하여 구성되는데, 상기 배수 입구부(812)는 케이스(810)의 일측에 형성되어 양어장 수조(500)로부터 배수조(600)를 통해 배출되는 배수가 케이스(810)의 내측으로 유입될 수 있도록 하는 것이고, 상기 배수 배출구(814)는 케이스의 타측, 즉 배수 입구부(812)의 반대편 상부에 형성되어 배수 입구부(812)를 통해 유입된 배수가 배출될 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
다음, 상기 외부 드레인(816)은 케이스(810)의 하부에 형성되어 원통형 거름망(830)에 의해 걸러진 이물질들을 배수와 함께 배출시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 내부 드레인(818)은 케이스(810)의 하부에 형성되어 원통형 거름망(830)의 내측에 위치하는 이물질 및 배수를 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 배수 입구부(812), 배수 배출구(814), 외부 드레인(816) 및 내부 드레인(818)에는 각각 제1 내지 제4밸브(812a,814a,816a,818a)가 연결 설치되어 배수의 흐름을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 배수 입구부(812)와 배수 배출구(814)의 사이에는 차압감지장치(850)가 연결 설치되는데, 상기 차압감지장치(850)는 배수 입구부(812)와 배수 출구부(814) 사이의 차압을 측정하여 후술할 세척장치(840)의 작동이 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있도록 조정하는 역할을 하는 것이다.
보다 상세히 설명하면, 상기와 같이 배수 입구부(812)와 배수 배출구(814)의 사이에 연결 설치되는 차압감지장치(850)는 배수 입구부(812)를 통해 유입되는 배수의 압력과, 배수 배출구(814)를 통해 배출되는 배수의 압력 사이의 차압을 측정하게 되는데, 측정된 차압이 일정 기준치 이하일 경우에는 후술할 세척장치(840)의 작동이 자동으로 이루어질 수 있도록 하고, 측정된 차압이 일정 기준치를 초과하게 되면 세척장치(840)의 작동이 더 이상 자동으로 이루어지지 않고 수동으로 이루어지도록 제어함으로써 여과기(800)의 세척작업이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
다음, 상기 원통형 거름망(830)은 케이스(810)의 내측벽으로부터 일정 거리 이격되도록 하여 회전축(820)에 축설됨으로써 배수 입구부(812)를 통해 배수와 함께 유입되는 이물질들을 걸러내는 역할을 하는 것으로, 그 표면에는 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 다수의 관통홀(832)이 형성되어 배수 입구부(812)를 통해 유입된 이물질들은 걸러내고, 배수만이 관통홀(832)을 통해 배수 배출구(814)로 배출될 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 회전축(820)과 원통형 거름망(830)의 사이에는 다수의 지지부재(834)가 연결 설치되어 원통형 거름망(830)이 회전축(820)에 의해 지지될 수 있도록 함과 동시에 후술할 세척작업시 회전축(820)의 회전에 의해 원통형 거름망(830)이 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 원통형 거름망(830)의 상단부 외주면과 케이스(810)의 내측벽 사이에는 상부 차단판(836)이 설치되어 원통형 거름망(830)에 의해 걸러진 이물질들이 배수 배출구(814)를 통해 배출되는 것을 차단할 수 있도록 구성되고, 상기 원통형 거름망(830)의 하단부 외주면과 케이스(810) 내측벽의 사이에는 하부 차단판(838)이 설치되어 원통형 거름망(830)에 의해 걸러진 이물질들이 외부 드레인(816)을 통해서만 외부로 배출될 수 있도록 구성되어 있다.
다음, 상기 세척장치(840)는 원통형 거름망(830)의 외측벽 또는 내측벽에 부착된 이물질들을 제거함으로써 배수의 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 그 구성은 크게 제1세척수 공급관(841)과 제1분사노즐(842)을 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1세척수 공급관(841)은 케이스(810)의 내측으로 연통되도록 하여 케이스(810)의 내측벽에 상,하 방향으로 설치되어 펌프(미도시) 등의 물 공급수단에 의해 케이스(810)의 내측으로 물을 공급할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 제1분사노즐(842)은 상기 케이스(810)의 내측벽에 설치된 제1세척수 공급관(841)에 다수 설치되어 제1세척수 공급관(841)으로부터 공급되는 물을 강한 힘으로 원통형 거름망(830)을 향해 분사시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
즉, 상기 제1세척수 공급관(841)에 펌프 등의 물 공급수단을 연결 설치하여 물을 공급하면, 제1분사노즐(842)에서는 공급되는 물을 원통형 거름망(830) 방향으로 강하게 분사함으로써 원통형 거름망(830)의 외측에 부착된 이물질들을 제거하게 되는 것이다.
이때, 상기 회전축(820)의 상단부에는 회전축(820)을 회전시킬 수 있도록 하는 손잡이(828)가 연결 설치되어 지지부재(834)에 의해 회전축(820)에 지지되는 원통형 거름망(830)을 회전시킬 수 있도록 구성되는데, 이와 같은 원통형 거름망(830)의 회전시 발생하는 원심력에 의해 원통형 거름망(830)에 부착된 이물질들을 보다 용이하게 제거할 수 있게 된다.
또한, 상기 제1세척수 공급관(841)에는 제1세척수 공급밸브(841a)를 설치하여 제1세척수 공급관(841)을 통해 공급되는 물의 양을 조절할 수 있도록 구성되고, 도시하지는 않았지만, 상기 손잡이(828)에 모터를 연결 설치하여 회전축(820)의 회전이 자동으로 이루어지도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 회전축(820)의 상,하부 외주면에는 각각 상부 베어링(824)과 하부 베어링(826)이 삽입 설치되어 회전축의 회전이 원활히 이루어질 수 있도록 구성되고, 케이스(810)의 상부 외측면에 위치하는 회전축(820)의 외주면에는 축봉장치(822)가 끼움 결합되어 회전축(820)과 케이스(810) 사이의 결합부를 통해 배수가 새어나가는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 원통형 거름망(830)은 그 중심부가 회전축(820)으로부터 일정거리 이격되도록 편심되어 설치될 수도 있는데, 이는 제1분사노즐(842)과 원통형 거름망(830) 사이의 공간을 일정 거리 이상으로 이격시킴으로써 살수 공간을 충분히 확보할 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같은, 원통형 거름망(830)의 세척과정을 보다 상세히 설명하면, 먼저, 배수 입구부(812)와 배수 배출구(814)에 각각 설치된 제1 및 제2밸브(812a,814a)를 모두 닫음으로써 배수 입구부(812)와 배수 배출구(814)를 통한 배수의 흐름을 차단시킨 상태에서 외부 드레인(816)과 내부 드레인(818)에 각각 설치된 제3 및 제4밸브(816a,818a)를 열어 원통형 거름망(830)의 외부에 있는 배수와 원통형 거름망(830)의 내부에 있는 배수를 모두 배출시킨다.
그 후, 제1세척수 공급관(841)에 펌프(미도시)를 연결하고 세척수(물)을 공급하여 제1분사노즐(842)을 통해 분사시키고, 회전축(820)의 상단부에 연결 설치된 손잡이(828)를 회전시키면, 분사되는 물의 충격력과 원통형 거름망(830)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 원통형 거름망(830)의 외측 표면에 부착된 이물질들이 떨어져 나가 외부 드레인(816) 및 내부 드레인(818)을 통해 외부로 배출됨으로써 원통형 거름망(830)의 세척작업이 완료되는 것이다.
이와 같이, 원통형 거름망(830)을 세척한 후에는 다시 외부 드레인(816)과 내부 드레인(818)에 각각 설치된 제3 및 제4밸브(816a,818a)를 닫고, 배수 입구부(812)와 배수 배출구(814)에 각각 설치된 제1 및 제2밸브(812a,814a)를 열어 다시 배수를 판형열교환기(300)로 공급할 수 있도록 한다.
한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 세척장치(840)로 브러시(843)를 사용할 수도 있는데, 이때, 상기 브러시(843)에는 브러시(843)를 전,후로 이동시킬 수 있도록 하는 브러시 이동부재(844)가 연결 설치된다.
즉, 상기 케이스(810)의 일측면을 통해 브러시 이동부재(844)를 케이스(810)의 내측으로 삽입되도록 결합시키고, 상기 브러시 이동부재(844)의 전단부에 브러시(843)를 결합시켜, 배수 여과기(800)의 정상운전시에는 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 브러시 이동부재(844)를 바깥쪽으로 잡아당겨 브러시(843)가 원통형 거름망(830)과 일정 거리 이격되도록 하여 배수 입구부(812)를 통해 유입되는 배수가 유동할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 하고, 원통형 거름망(830)을 세정시키는 경우에는 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 브러시 이동부재(844)를 케이스(810)의 내측으로 밀어넣어 브러시(843)가 원통형 거름망(830)에 밀착되도록 한 후, 손잡이(828)의 회전을 통해 회전축(820)을 회전시키면 원통형 거름망(830)이 회전하면서 브러시(843)와의 마찰에 의해 원통형 거름망(830)의 외측 표면에 부착된 이물질들이 떨어져 나가게 되어 원통형 거름망(830)을 청소할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 세척장치(840)가 원통형 거름망(830)의 내측에 위치되도록 하여 원통형 거름망(830)의 내측벽에 부착된 이물질들을 제거할 수 있도록 구성할 수도 있는데, 이는 회전축(820)의 내측으로 제2세척수 공급관(845)을 삽입 설치하고, 상기 제2세척수 공급관(845)에 연결 설치되는 다수의 제2분사노즐(846)이 회전축(820)의 외측으로 돌출되도록 구성하여 이루어진다.
즉, 펌프(미도시)와 연결 설치되는 제2세척수 공급관(845)을 케이스(810)의 저면으로부터 회전축(820)의 내측으로 삽입되도록 설치하고, 회전축(820)에 제2분사노즐(846)이 설치될 수 있도록 하는 체결공(미도시)을 천공하여 제2분사노즐(846)이 회전축(820)의 외부로 돌출되도록 하여 제2세척수 공급관(845)에 연결 설치되도록 함으로써 펌프로부터의 물 공급에 의한 제2분사노즐(846)의 물 분사에 의해 원통형 거름망(830)의 내측벽에 부착된 이물질들도 제거할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 제2세척수 공급관(845)에는 제2세척수 공급밸브(845a)가 구비되어 펌프에 의해 공급되는 물의 양을 조절할 수 있도록 구성되고, 원통형 거름망(830)과 회전축(820)의 사이에 연결 설치된 지지부재(834)는 착탈 가능하도록 구성되어, 원통형 거름망(830)의 내부 세척시에는 회전축(820)의 회전에 의해 원통형 거름망(830)은 회전하지 않도록 구성할 수도 있다.
즉, 원통형 거름망(830)의 내부 세척시 회전축(820)의 회전에 의해 원통형 거름망(830)도 회전하게 되면 제2분사노즐(846)과 원통형 거름망(830)이 동시에 회전하게 되므로 항상 같은 위치만 세척되기 때문에 상기 지지부재(834)를 분리하여 원통형 거름망(830)이 상부 차단판(836)과 하부 차단판(838)에 의해 지지되도록 한 상태에서 회전축(820)을 회전시켜 제2분사노즐(846)만 회전하면서 원통형 거름망(830)의 내측면에 부착된 이물질을 제거할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면 배수 여과기를 이용하여 양어장 수조로부터 배출되어 판형열교환기로 공급되는 배수에 포함된 이물질들을 1차적으로 걸러낼 수 있도록 함으로써 배수에 포함된 이물질들에 의해 판형열교환기가 오염되는 것을 최소화하고, 배수열회수시스템이 오작동을 일으키는 것을 방지하며, 단순한 조작에 의해 배수 여과기에 의해 걸러진 이물질들을 청소할 수 있도록 하는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양식장, 사우나, 산업체 등에서 버려지는 폐수에 함유된 폐수열을 열원수로 이용하는 히트펌프형 열교환기에 오염물질이 형성되는 것을 방지하기 위하여 열교환기로 유입되는 배수에 포함된 오염물질을 걸러낼 수 있도록 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치에 관한 것이다.
1 : 급수 온도 조절 시스템 100 : 자동오염제거장치
110 : 배수 유입관 120 : 세정볼 분리기
130 : 세정볼 회수기 140 : 펌프
160 : 이젝터 170 : 배수 배출관
180 : 세정볼 순환배관
200 : 해수펌프 210 : 해수 여과기
220 : 해수공급배관 300 : 판형열교환기
310 : 해수 입구부 320 : 해수 출구부
330 : 배수 입구부 340 : 배수 출구부
400 : 히트펌프 500 : 양어장 수조
600 : 배수조 610 : 여과망
700 : 배수펌프 800 : 배수 여과기
810 : 케이스 812 : 배수입구
814 : 배수출구 816 : 외부 드레인
818 : 내부 드레인 820 : 회전축
822 : 축봉장치 824 : 상부 베어링
826 : 하부 베어링 828 : 손잡이
830 : 원통형 거름망 832 : 관통홀
834 : 지지부재 836 : 상부 차단판
838 : 하부 차단판 840 : 세척장치
841 : 제1세척수공급관 842 : 제1분사노즐
843 : 브러시 844 : 브러시 이동부재
845 : 제2세척수공급관 846 : 제2분사노즐
850 : 차압감지장치

Claims (10)

  1. 양어장 수조로부터 배출되는 배수에 함유된 열을 재활용할 수 있도록 하는 폐수열원을 이용한 히트펌프 열교환기에 있어서,
    상기 양어장 수조와 판형열교환기의 사이에는 세정볼을 이용하는 자동오염제거장치가 설치되고,
    상기 양어장 수조와 자동오염제거장치의 사이에는 배수 여과기가 연결 설치되되,
    상기 배수 여과기는 중앙부에 회전축이 설치되고 배수가 유입 및 유출되는 케이스와, 상기 회전축에 축설되도록 하여 케이스의 내측에 구비되는 원통형 거름망과, 상기 원통형 거름망을 세척하기 위한 세척장치를 포함하여 구성되고,
    상기 케이스에는 양어장 수조로부터 배출되는 배수가 유입되는 배수 입구부와, 유입된 배수가 배출되는 배수 배출구와, 원통형 거름망 외부에 쌓인 이물질과 배수를 배출하는 외부 드레인 및 원통형 거름망 내부에 쌓인 이물질과 배수를 배출하는 내부 드레인이 형성되며,
    상기 원통형 거름망의 상단 및 하단부 외측과 케이스의 내측벽 사이에는 상부 차단판 및 하부 차단판이 설치되고,
    상기 세척장치는 케이스의 내측으로 삽입 설치되는 브러시와, 상기 브러시에 연결 설치되어 브러시를 전,후로 이동시키는 브러시 이동부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배수 입구부와 배수 배출구의 사이에는 차압감지장치가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축의 상단에는 손잡이가 구비되고, 케이스의 상부 외측에 위치하는 회전축에는 축봉장치가 끼움 결합된 것을 특징으로 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 세척장치는 케이스의 일측 벽면에 삽입 설치되는 제1세척수 공급관과, 상기 제1세척수 공급관에 설치되는 다수의 제1분사노즐을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 원통형 거름망은 일측으로 편심되도록 하여 회전축에 축설된 것을 특징으로 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 세척장치는 회전축의 내측으로 삽입 설치되는 제2세척수 공급관과, 상기 회전축의 외측으로 돌출되도록 하여 제2세척수 공급관에 연결 설치되는 다수의 제2분사노즐을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐수열원 히트펌프 열교환기의 오염물질제거를 위한 전처리장치.
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