KR101682367B1 - 다단 섬유상 여과기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과조를 여러 개의 격실이 연속해서 이어지게 구성하고, 하나의 격실에서 여과한 유체가 중공축을 통해 인접한 다음 격실로 이동하여 다시 여과할 수 있게 구성하므로, 여러 번에 걸쳐 여과를 반복할 수 있어 여과 정도를 높일 수 있게 한 다단 섬유상 여과기를 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, 본 발명은 각 격실에 장착하는 디스크형 여재의 개수를 여러 개씩 구성하여 여과할 수 있는 유량을 늘리거나, 이웃한 격실로 유체가 유동해 갈수록 점차 여과 정도가 작은 디스크형 여재로 여과가 이루어지게 구성하여 필요한 유량을 충분하게 얻을 수 있게 하거나, 점차 여과 정도가 작은 디스크형 여재로 여과하여 여과 정도를 더욱 높일 수 있게 한 다단 섬유상 여과기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

Description

다단 섬유상 여과기{MULTISTAGE FABRIC FILTRATION APPARATUS}

본 발명은 다단 섬유상 여과기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과조를 적어도 두 개의 격실로 구분하고, 하나의 중공축이 격실을 관통하여 각 격실에 노출되게 설치한 다음, 각 격실에 노출된 중공축 부분에 각각 장착한 디스크형 여재로 여과한 유체가 이 중공축을 통해 인접한 격실로 이동하면서 격실 수만큼 여러 번에 걸쳐 여과 작용이 이루어지게 구성하여 같은 크기의 여과기와 비교하여 여과 효과를 높일 수 있게 한 것이다.

일반적으로 섬유상 여과기는 디스크형 여재 표면에 섬유(융털)를 갖는 여과포를 구비하여 오폐수 등이 이 디스크형 여재를 통과하는 동안 이물질이 섬유에 의해 걸러지게 하여 오폐수를 여과시켜 주는 여과기를 말한다. 이러한 섬유상 여과는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2와 같이, 다양한 구조와 제작하여 사용한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제1177369호

디스크형 필터편과 맞닿게 장착되는 역세정 흡입장치가 섬유 등에 부착된 이물질을 제거하는 작용을 하지 않을 때에는 이 디스크형 필터편에서 분리되게 함으로써, 디스크형 필터편에 구성된 섬유가 장시간 동안 역세정 흡입장치에 의해 눌리는 현상을 방지하여 섬유의 여과효율의 향상 및 수명을 연장시켜 줄 수 있도록 한 역세정 흡입장치 및 이를 이용한 섬유상 여과기를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 역세정 흡입장치가 부력을 이용하여 디스크형 필터편에서 이격되게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 동작시켜 역세정 흡입장치를 밀착 또는 분리시킬 수 있도록 한 역세정 흡입장치 및 이를 이용한 섬유상 여과기를 제공하는데 다른 목적이 있다.

(특허문헌 2) 한국등록실용 제0479114호

하나의 스트링을 필터 막의 테두리에 미리 정한 간격으로 형성된 여러 개의 고정 고리에 끼운 다음, 이 스트링의 양단을 잡아당긴 다음 그 양쪽 끝을 고정함으로써, 구조가 간단하면서도 한 번에 모든 고정 고리에 일정한 인장력을 가할 수 있어 필터 막을 전체적으로 균일하게 잡아당겨 안정적으로 지지하여 고정할 수 있게 한 디스크형 여과장치의 필터를 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, 이처럼 하나의 스트링을 이웃한 고정 고리에 차례로 끼우거나 무작위(Random)로 고정 고리에 끼워서 잡아당김으로써, 필터 막을 쉽게 설치하거나 교체할 수 있으면서도 그 테두리 부분을 균일하고 안정적으로 당겨지게 하여 필터 막이 이 팽팽한 상태를 유지하면서 여과 효율을 최대한 높일 수 있게 한 디스크형 여과장치의 필터를 제공하는 데 다른 목적이 있다. 그리고, 이같이 고정 고리에 끼운 스트링의 양쪽 끝을, 고리나 퀵 릴리스 버클(Quick Release Buckle) 또는 와인딩 및 언와인딩 장치에 연결함으로써, 스트링의 양쪽 끝을 쉽게 고정하거나 풀 수 있게 하여 장착과 교체 작업이 신속하게 이루어질 수 있게 한 디스크형 여과장치의 필터를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

한편, 통상의 섬유상 여과기는, [도 1]과 같이, 여과조(10) 안에 모터(21)로 구동하는 중공축(20)을 설치하고, 이 중공축(20)에 적어도 하나의 디스크형 여재(30)를 장착한다. 도면에서, 디스크형 여재(30)는 두 개를 장착한 예를 보여주고 있으며, 미설명 도면부호 "40"은 디스크형 여재(30) 표면에 묻은 고형물 등을 세정하는 데 사용하는 역세정 장치를 나타낸다.

이러한 섬유상 여과기는, [도 2]와 같이, 하나의 중공축(20)에 여러 개의 디스크형 여재(30)를 장착하여 모터 구동으로 회전하면서 오수나 폐수 등을 여과하므로 다음과 같은 문제가 발생한다. 도면에서, 화살표는 여과한 유체가 유동하는 흐름 방향을 나타낸다.

(1) 여과조(10)에 채운 오수나 폐수가 각 디스크형 여재(30) 안으로 유입되면서 여과 작용이 이루어지고, 여과한 유체는 중공축(20)을 통해 여과조(10) 밖으로 배출하므로 여과한 유체의 여과 정도(精度)를 높일 수 없다.

(2) 즉, 여러 개의 디스크형 여재(30) 안으로 유체가 들어오게 하면서 이물이 디스크형 여재(30) 외부 면에 걸러지게 하여 여과하고, 여과한 유체는 중공축(20)을 통해 여과조(10) 밖으로 배출하는 구조로 이루어졌다. 이에, 여러 개의 디스크형 여재(30)가 있더라도 여과량을 늘릴 수는 있으나, 여과는 디스크형 여재를 통해 한 번만 이루어지므로 여과 정도(程度)에 한계가 있다.

(3) 따라서, 이 같은 구조는 적어도 하나의 디스크형 여재(30)를 하나의 여과조 안에 배치하도록 구성함에 따라 한 번 여과한 유체를 다시 여과할 수 없으므로 여과 정도를 높일 수 없다.

한국등록특허 제1177369호 (등록일 : 2012.08.21) 한국등록실용 제0479114호 (등록일 : 2015.12.15)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 여과조를 여러 개의 격실이 연속해서 이어지게 구성하고, 하나의 격실에서 여과한 유체가 중공축을 통해 인접한 다음 격실로 이동하여 다시 여과할 수 있게 구성하므로, 여러 번에 걸쳐 여과를 반복할 수 있어 여과 정도를 높일 수 있게 한 다단 섬유상 여과기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 각 격실에 장착하는 디스크형 여재의 개수를 여러 개씩 구성하여 여과할 수 있는 유량을 늘리거나, 이웃한 격실로 유체가 유동해 갈수록 점차 여과 정도가 작은 디스크형 여재로 여과가 이루어지게 구성하여 필요한 유량을 충분하게 얻을 수 있게 하거나, 점차 여과 정도가 작은 디스크형 여재로 여과하여 여과 정도를 더욱 높일 수 있게 한 다단 섬유상 여과기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기는, 적어도 두 개의 격실(110a, 110b)을 나란하게 구성한 여과조(100); 상기 격실(110a, 110b)을 구분하는 격벽(111)을 관통하여 모터로 회전할 수 있게 여과조(100) 내부에 장착하고, 한쪽이 여과조(100) 외부로 유체를 배출할 수 있고, 다른 한쪽이 막히게 구성한 중공축(200); 상기 각 격실(110a, 110b)마다 적어도 하나씩 위치하도록 상기 중공축(200)에 그 내부와 유체 흐름이 이루어지도록 장착한 디스크형 여재(400); 및 여과하는 유체의 흐름과 반대로 유체를 흐르게 하여 디스크형 여재(400) 표면의 이물을 제거할 수 있도록 여과조(100)에 장착한 역세정 장치(500);를 포함하되;, 상기 중공축(200)은 여과조(100)에 장착한 상태에서, 유체를 여과조(100) 외부로 배출할 수 없게 막힌 한쪽에서 차례로 n번째 격벽(111)과 (n+1) 번째 격실에 장착한 디스크형 여재(400) 사이에 놓이도록 중공 내부에 분리판(210)을 형성하여 유체 흐름을 분리하고(여기서, n은 1≤n≤10인 자연수), 상기 n번째 격벽(111)과 분리판(210) 사이에 내부 중공이 격실과 통하도록 적어도 하나의 방출구멍(220)을 형성한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 디스크형 여재(400)는, 각 격실(110a, 110b)에 여과 정도(精度)가 다른 것을 설치한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 디스크형 여재(400)는, 오수나 폐수가 제일 먼저 들어오는 첫 번째 격실(110b)에서 여과한 유체가 차례로 지나가는 격실로 갈수록 여과 정도가 더 작은 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 디스크형 여재(400)는, 각 격실(110a, 110b)에는 같은 여과 정도를 가진 것을 여러 개 설치하여 여과 유량을 높일 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 여과조에 공급한 유체를 각 격실을 거치면서 여러 번에 걸쳐 여과할 수 있으므로 여과 정도를 높일 수 있다.

(2) 특히, 각 격실에 다른 여과 정도를 가진 디스크형 여재를 장착함에 따라 여과가 이루어질 때마다 여과 정도를 높일 수 있어 본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기로 한 번 여과하더라도 여과 정도가 다른 여과기를 여러 개 거친 효과를 얻을 수 있다.

(3) 각 격실에 같은 여과 정도를 가진 디스크형 여재를 여러 개 설치할 수 있으므로, 하나의 격실에서 한 번에 여과할 수 있는 여과 유량을 늘려 본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기의 여과 효율을 높일 수 있다.

(4) 또한, 각 격실에 여과 정도가 같은 디스크형 여재를 장착하더라도 같은 여과 정도로 여러 번에 걸쳐 여과 작용이 이루어지므로 여과 효과를 높일 수 있다.

[도 1]은 종래 섬유상 여과기의 한 가지 예를 보여주기 위한 사시도이다.
[도 2]는 종래 섬유상 여과기에서 여과한 유체가 유동하는 상태를 개략적으로 보여주는 측면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기의 구성을 보여주기 위한 측면도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기로 여과한 유체가 유동하는 과정을 보여주기 위한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

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

(구성)

본 발명에 따른 다단 섬유상 여과기는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 여과조(100), 중공축(200), 디스크형 여재(400), 그리고 역세정 장치(500)를 포함한다.

특히, 상기 여과조(100)는 적어도 두 개의 격실(110a, 110b)이 나란하게 위치하도록 구성하고, 상기 중공축(200)은 이 여과조(100)에 격실(110a, 110b)을 구분하는 격벽(111)을 관통하게 장착하며, n번째 격벽과 (n+1)번째 격실에 사이에 장착한 디스크형 여재(400) 사이에 분리판(210)을 형성하고, 또한 이 분리판(210)과 n번째 격벽 사이에 적어도 하나의 방출구멍(220)을 통해 중공축(200)의 중공과 격실이 통하도록 구성함으로써, 적어도 두 번에 걸쳐 여과 작용을 할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

여과조(100)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 오수나 폐수와 같은 여과할 유체를 수용하기 위한 구성을 말한다. 특히, 여과조(100)는 여러 번에 걸쳐 여과 작용이 이루어질 수 있도록 적어도 두 개의 격실(110a, 110b)로 구성한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 격실(110a, 110b)은 나란하게 구성하여 하나의 중공축(200)으로 여과할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 격실(110a, 110b)은 도면에서 여과조(100)를 하나의 격벽(111)을 이용하여 두 개로 나눈 것을 예로 들어서 설명하고 있으나, 격벽(111)을 여러 개 구성하여 이보다 더 많은 개수의 격실로 구성할 수 있음을 해당 업계 종사자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

중공축(200)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 격실(110a, 110b)을 구분하는 격벽(111)을 관통하여 이들 전체 격실(110a, 110b )에 걸쳐지게 장착한다. 이때, 중공축(200)은 미도시한 모터를 통해 회전할 수 있게 설치한다.

이러한 중공축(200)은 한쪽 또는 양쪽을 여과조(100) 외부로 돌출하게 하여 회전 지지할 수도 있으나, 바람직하게는 양쪽이 여과조(100) 밖으로 돌출하지 않고 여과조(100) 내에서 회전 지지를 받을 수 있게 장착하는 것이 바람직하나, 가장 바람직하게는 한쪽이 여과조(100) 밖으로 돌출되게 하여 마지막 격실에서 여과한 유체가 중공축(200) 안으로 들어옴에 따라 이 유체를 여과조(100) 밖으로 배출할 수 있게 구성하는 것이 좋다. 그리고, 모터는 중공축(200)과 체인과 스프라킷(Sprocket)과 같은 통상의 동력 전달 수단을 통해 여과조(100) 밖과 같이 모터가 여과할 유체에 영향을 받지 않게 설치한 상태에서 동력 전달이 이루어질 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 중공축(200)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 중공으로 이루어지면서 한쪽(도면에서 오른쪽)이 유체를 배출할 수 있게 개방하고 다른 한쪽(도면에서 왼쪽)이 막힌 형상으로 구성한다. 그리고, 중공으로 이루어진 내부에는 적어도 하나의 분리판(210)을 형성하여 중공을 적어도 두 개의 구역으로 분리한다.

특히, 상기 분리판(210)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 중공축(200)을 여과조(100)에 장착할 때, 첫 번째 격벽(111)과 두 번째 격실(110b)에 장착한 디스크형 여재(400) 사이에 위치하도록 구성한다. 이는, 첫 번째 격벽(111)과 분리판(210) 사이에 위치하도록 중공축(200)에 그 내부의 중공과 통하도록 적어도 하나의 방출구멍(220)을 형성함으로써, 첫 번째 격실(110a)에서 디스크형 여재(400)를 통해 중공축(200) 안으로 들어온 유체가 분리판(210)에 막혀 방출구멍(220)을 통해 두 번째 격실(110b)로 분출하게 하여 이 두 번째 격실(110b)에 있는 디스크형 여재(400)로 다시 여과가 이루어지게 하기 위한 것이다.

여기서, 상기 분리판(210)은 두 개의 격실(110a, 110b)이 있는 경우를 예로 들고 있으나, 격실이 여러 개가 있을 때는 n번째 격벽과 (n+1)번째 격실에 있는 디스크형 여재 사이에 위치하도록 여러 개의 분리판을 구성하고, 이 n번째 격벽과 이웃한 분리판 사이에 방출구멍을 형성할 수 있음을 해당 업계 종사자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 또한, 여기서, "n"은 1≤n≤10 범위인 자연수로 한정하나, 10보다 더 많게 구성할 수 있음을 해당 업계 종사자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

또한, 상기 분리판(210)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 한쪽이 막힌 중공축(200)의 한쪽이 있는 격실(110a)을 첫 번째 격실로 이용하여, 연속해서 형성한 격실을 통과하면서 여과한 유체가 중공축(200)의 개방된 다른 한쪽을 통해 배출할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 중공축(200)은 격벽(111)에 회전할 수 있게 장착하며, 격벽(111)을 통해 인접한 두 개의 격실(110a, 110b) 사이에 유체 흐름이 생기지 않도록 실링(230) 처리하는 것이 바람직하다.

디스크형 여재(400)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 격실(110a, 110b)에 각각 적어도 하나씩 위치하도록 중공축(200)에 장착한다. 이러한 디스크형 여재(400)는 원판 형상으로 여과포를 양쪽에 장착하고 그 사이로 유체가 흡입되게 하여 여과포의 바깥 면에 고형물 등을 잔류시켜서 여과하고, 여과한 유체가 상술한 중공축(200) 안으로 들어가게 연결하는 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 디스크형 여재(400)는 격실(110a, 110b)마다 다른 여과 정도(精度)를 가진 여재를 장착할 수 있다. 예를 들어서, 오수나 폐수가 제일 먼저 유입하는 첫 번째 격실(110a)에는 여과 정도가 큰 디스크형 여재를 장착하여 고형물의 크기가 큰 것을 걸러주고, 이어 두 번째 격실(110b)에는 여과 정도가 작은 디스크형 여재를 장착하여 작은 고형물을 걸러줌으로써 여과 정도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 디스크형 여재(400)의 수명을 연장하게 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 디스크형 여재(400)는 각 격실에 같은 여과 정도를 가진 여재를 여러 개씩 장착할 수 있다. 이는, 각 격실에서 여러 개의 디스크형 여재로 여과하므로 한 번에 여과할 수 있는 유량을 충분하게 확보할 수 있게 하기 위한 것이다.

역세정 장치(500)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 각 디스크형 여재(400)의 외주 면을 따라 움직이면서 여과포 표면에 붙은 고형물을 떼어내어 디스크형 여재(400)의 여과 성능을 회복하게 하기 위한 세정 장치를 말한다.

이러한 역세정 장치(500)는 통상 디스크형 여재(400)에서 여과하는 방향과 다른 방향, 즉 디스크형 여재(400) 안에 있는 여과한 유체를 다시 디스크형 여재(400) 밖으로 나오도록 흡입하여 그 압력으로 디스크형 여재(400)를 구성하는 여과포에 부착한 고형물을 제거하는 통상의 기술로 제작한 세정 장치를 이용한다.

이에, 본 발명은, [도 4]와 같이, 오수나 오물과 같이 고형물이 많은 상태의 유체가 첫 번째 격실(110a)에 들어온 상태에서 빗금친 화살표와 같이 디스크형 여재(400)를 거치면서 한 번 여과되어 중공축(200) 안으로 들어가고, 이 유체는 가는 화살표로 표시한 바와 같이 중공축(200)을 통해 격벽(111)을 넘은 다음 방출구멍(220)을 통해 이웃한 격실(110b)로 분출되어 이 격실(110b)에 갖춘 디스크형 여재(400)로 두 번째 여과가 이루어짐에 따라 다시 중공축(200) 안으로 들어간 다음 진한 화살표로 표시한 바와 같이 중공축(200)을 통해 여과조(100) 밖으로 배출되게 된다.

따라서, 본 발명은 여과조를 여러 개의 격실로 구성하고, 각 격실에서 여과한 유체를 인접한 격실로 이동하게 하여 차례로 여과가 이루어지게 구성하므로, 여과 정도를 높일 수 있게 한다.

100 : 여과조
110a, 110b : 격실
111 : 격벽
200 : 중공축
400 : 디스크형 여재
500 : 역세정 장치

Claims (4)

1. 적어도 두 개의 격실(110a, 110b)을 나란하게 구성한 여과조(100); 상기 격실(110a, 110b)을 구분하는 격벽(111)을 관통하여 모터로 회전할 수 있게 여과조(100) 내부에 장착하고, 한쪽이 여과조(100) 외부로 유체를 배출할 수 있고, 다른 한쪽이 막히게 구성한 중공축(200); 상기 각 격실(110a, 110b)마다 적어도 하나씩 위치하도록 상기 중공축(200)에 그 내부와 유체 흐름이 이루어지도록 장착한 디스크형 여재(400); 및 여과하는 유체의 흐름과 반대로 유체를 흐르게 하여 디스크형 여재(400) 표면의 이물을 제거할 수 있도록 여과조(100)에 장착한 역세정 장치(500);를 포함하되,
   상기 중공축(200)은 여과조(100)에 장착한 상태에서, 유체를 여과조(100) 외부로 배출할 수 없게 막힌 한쪽에서 차례로 n번째 격벽(111)과 (n+1) 번째 격실에 장착한 디스크형 여재(400) 사이에 놓이도록 중공 내부에 분리판(210)을 형성하여 유체 흐름을 분리하고(여기서, n은 1≤n≤10인 자연수), 상기 n번째 격벽(111)과 분리판(210) 사이에 내부 중공이 격실과 통하도록 적어도 하나의 방출구멍(220)을 형성한 것을 특징으로 하는 다단 섬유상 여과기.
   
2. 제1 항에서,
   상기 디스크형 여재(400)는,
   각 격실(110a, 110b)에 여과 정도(精度)가 다른 것을 설치한 것을 특징으로 하는 다단 섬유상 여과기.
   
3. 제2 항에서,
   상기 디스크형 여재(400)는,
   오수나 폐수가 제일 먼저 들어오는 첫 번째 격실(110a)에서 여과한 유체가 차례로 지나가는 격실로 갈수록 여과 정도가 더 작은 것을 특징으로 하는 다단 섬유상 여과기.
   
4. 제1 항에서,
   상기 디스크형 여재(400)는,
   각 격실(110a, 110b)에는 같은 여과 정도를 가진 것을 여러 개 설치하여 여과 유량을 높일 수 있게 한 것을 특징으로 하는 다단 섬유상 여과기.

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