KR101999068B1

KR101999068B1 - 수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기

Info

Publication number: KR101999068B1
Application number: KR1020180137201A
Authority: KR
Inventors: 문건호
Original assignee: 문건호
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2019-07-10

Abstract

본 발명은 수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 섬유여재가 설치되는 내통을 양측에서 중심부로 갈수록 오목해지는 곡면을 가지는 장구형상으로 구성하여 공급되는 원수의 수압에 의해 섬유여재가 내통의 외면에 압착되게 함으로써 여재의 공극을 좁혀 여과효율을 높이고, 역세시에는 내통의 내부로 공급되는 세척수의 수압에 의해 섬유여재가 내통으로 부터 이완되게함으로써 세척효과를 높일 수 있도록 한 수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기에 관한 것이다.

Description

수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기{Curved surface pressure type fiber filter using water pressure}

일반적으로 대형선박이나 공장 또는 하수처리장과 같이 내부에서 발생되는 오염된 원수는 자체적으로 처리되고 배출되는 데 이러한 오염된 원수의 처리를 위해서 섬유여재를 이용한 여과장치가 많이 사용되고 있다.

섬유여재를 이용한 여과장치는 여러가닥으로 구성된 섬유여재를 오염된 원수가 통과하도록 유수의 경로를 설정하고 이 과정에서 오염된 원수의 이물질이 섬유여재에 의해 여과되는 방식이다.

이와같이 섬유여재를 이용한 여과기는 특허 등록번호 10-1876824호가 개시되어 있다. 상기 선행기술은 외통; 상기 외통의 내부에 동축 설치되되 상기 외통보다 상대적으로 직경이 작은 내통; 상기 내통의 외주면을 따라 중첩설치되어 여과공극이 형성되는 섬유여재; 상기 외통의 내부에 동축 설치되되 상기 섬유여재의 일측이 고정되고, 원수의 수압에 의하여 회전이 가능한 회전수단으로 이루어져 수압에 의해 섬유여재에 인장력을 주어 조밀한 여과공극을 형성함으로써 여과효율을 향상시킨 기술로서 회전수단에 의해 수압으로 섬유여재에 비틀림과 인장력을 제공하는 효과는 얻을 수 있다.

그러나, 상기 발명은 내통이 직경이 동일한 원통체로서 그 외면에 다발로 된 섬유여재를 상하로 걸어 붙인 것으로 섬유여재가 내통의 외면에 밀착상태에 있으므로 회전수단에 의해 섬유여재에 긴장력을 발생되어도 밀착상태에서 비틀림 힘을 받는 정도가 미약하여 섬유여재의 긴장력이 적고 이로 인해 조밀한 여과공극을 형성하는 효과를 크게 얻을 수 없었고,역세과정에서도 섬유여재의 움직임이 없는 상태에서 물과 공기방울에만 의존하여 세척을 하게 되므로 세척효율도 우수하지 못한 단점이 있었다.

또한, 섬유여재에 비틀림을 제공하기 위한 기술로서 특허 등록번호 제10-1714321호가 개시되어 있으나 이는 비틀림을 제공하기 위한 수단으로 여과조의 상단부에 래크기어, 피니언기어, 에어실린더를 설치하여 에어실린더가 공기압으구동되면 래크기어가 전후방향으로 이동하고 피니언 기어가 시계 또는 반시계 방향으로 회전하여 회전축을 회전시킴으로써 섬유여재에 비틀림을 주고 풀리게 하는 구조로서 섬유여재를 기계적으로 비틀고 푸는 기능을 수행하기 위한 기어와 실린더 등의 복잡한 기계장치가 설치되어야 하는 관계로 제작비가 많이 들고 고가이며 작업과정이 복잡하여 실용적이지 못한 폐단이 있었다.

본 발명의 목적은 이와같은 단점과 문제점을 해소하는 데 있는 것으로 섬유여재가 설치되는 내통의 구조를 양단에서 중앙부로 갈수록 곡면으로 오목해지는 장구 형상으로 구성하여 수압이 작용할 때 섬유여재가 내통의 오목한 곡면의 외면에 압착되면서 표면적을 감소시켜 섬유여재를 조밀한 상태로서 유지시킴으로써 공극을 줄여 여과효율을 높이고, 역세시에는 배출관으로 공급되는 세척수에 의해 오목한 곡면에 밀착되어 있던 섬유여재가 내통으로 부터 이완되면서 펼쳐지게 함으로써 표면에 존재하는 이물질을 효률적으로 분리할 수 있게 하는 수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 이와같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 하부에 원수유입구와 정화수 배출구가 형성되고 상부에 세척수 배출구가 형성된 외통과, 상기 외통의 내부에 정화수배출구와 연통되게 입설된 다공망판으로 이루어진 원통형의 내통과, 상기 내통의 상하부에 설치된 고정판의 걸이봉에 걸어져 내통의 외면에 설치되는 섬유여재와, 원수유입구의 상부에 설치된 에어공급부의 외면에 나선형태로 일정간격을 두고 설치되어 원수유입구로 유입되는 원수가 와류를 일으켜 내통의 외면 전체에 고르게 접촉할 수 있도록 유도하는 다수개의 와류유도날개로 구성되는 여과기에 있어서, 상기 내통을 상하면에서 중심부로 향할 수록 오목한 곡면을 형성하는 장구형태로 구성하여 섬유여재가 수압에 의해 신축되는 공간을 형성함으로써 섬유여재가 여과시에는 내통의 오목한 곡면에 수압으로 압착되고 역세시에는 섬유여재가 내통으로 부터 수압으로 이완되어 질 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기를 제공한다.

이와같이 본 발명은 내통을 중심부가 오목한 곡면형상으로 구성하여 수압에 의해 섬유여재가 신축될 수 있는 공간이 확보되어 여과시에는 섬유여재를 오목한 곡면 형태에 의해 밀집시켜 표면적의 감소로 인한 공극의 조밀성으로 여과효율을 높이고 역세시에는 배출구로 공급되는 세척수의 수압에 의해 내측으로 압착되어 있던 섬유여재를 이완시켜 변형시키는 과정에서 표면에 붙은 이물질의 제거효과를 높이게 되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 내통의 구조를 나타낸 일부 확대 예시도
도 2는 본 발명에 따른 여과작동 과정을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명에 따른 역세작동 과정을 나타낸 단면도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 내통의 구조를 나타낸 일부 확대 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 여과작동 과정을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 역세작동 과정을 나타낸 단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 하부에 원수유입구(1)와 정화수 배출구(2)가 형성되고 상부에 세척수 배출구(3)가 형성된 외통(100)과, 상기 외통(100)의 내부에 정화수 배출구(2)와 연통되게 입설된 다공망판으로 이루어진 원통형의 내통(200)과, 상기 내통(200)의 상하부에 설치된 고정판(4)(4')의 걸이봉(5)(5')에 걸어져 내통(200)의 외면에 설치되는 섬유여재(300)와, 원수유입구(1)의 상부에 설치된 에어공급부(6)의 외면에 나선형태로 일정간격을 두고 설치되어 원수유입구(1)로 유입되는 원수가 와류를 일으켜 내통(200)의 외면 전체에 고르게 접촉할 수 있도록 유도하는 다수개의 와류유도날개(400)로 구성되는 여과기에 있어서, 상기 내통(200)을 상하면에서 중심부로 향할수록 오목한 곡면(S)을 형성하는 장구형태로 구성하여 섬유여재(300)가 수압에 의해 신축되는 공간(500)을 형성함으로써 섬유여재(300)가 여과시에는 내통(200)의 오목한 곡면(S)에 수압으로 압착되고 역세시에는 섬유여재(300)가 내통(200)으로 부터 수압으로 이완되어 질 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

도면 중 미설명 부호 6'는 에어공급부(6)에 형성된 에어홀이다.

이와같이 된 본 발명은 원수유입구(1)를 통해 외통(100)의 내부로 유입되는 원수가 에어공급부(6)의 외면에 나선형으로 부착된 다수개의 와류유도날개(400)에 의해 와류를 일으켜 회전하면서 수압에 의해 상승하게 되면 섬유여재(300)의 공극을 통해 다공망으로 이루어진 내통(200)으로 유입되는 과정에서 원수에 포함된 각종 이물질이 섬유여재(300)의 표면에 달라붙고 제거되고 정화된 정화수만이 정화수배출구(2)를 통해 배출되는 것은 공지된 바와 같다.

또한, 섬유여재(300)는 직조하지 않은 섬유뭉치를 일정한 크기의 다발로 이루고 이러한 섬유다발들이 내통(200)의 상하부에 설치된 고정판(4)(4')의 걸이봉(5)(5')에 밀착되거나 중첩되게 걸어져 내통(200)의 외면에 밀착됨으로써 원수에 포함된 각종 이물질을 분리시키고 섬유다발을 이루고 있는 섬유 사이의 공극과 다발 사이의 공극을 통해 다공망으로 이루어진 내통(200)의 내부로 유입되어 정화되는 것으로, 상기 섬유여재(300)는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등 각종 합성섬유로 이루어진다.

전기한 선행기술에 의하면, 여과기의 구조는 내통(200)의 구조에 있어서 직경이 동일한 원통형태의 내통(200) 외면에 섬유여재(300)가 방사상으로 밀착되게 설치되고 원수유입구(1)로 유입되는 원수가 와류유도날개(400)에 의해 와류를 일으키면서 회전되어 내통(200)의 외면 전체에 걸쳐 고르게 작용하는 과정에서 와류유도날개(400)에 의해 회전되는 원수에 의해 비틀림힘이 작용되면 섬유여재(300)는 원통체로 된 내통(200)의 외면에 밀착되고 이 과정에서 좁아진 섬유여재(300)의 공극에 의해 이물질의 여과효율을 높이는 것으로 되어 있으나 이러한 종래의 구조는 내통(200)이 직경일 동일한 원통체로 구성되어 있으므로 그 외면에 설치되는 섬유여재(300)는 내통(200)과 같이 원통체를 이루면서 그 외면에 밀착되므로 비틀림 힘이 작용하여도 상하가 고정된 섬유여재(300)가 비틀어지거나 긴장되는 작용이 미미하여 공극의 조밀해지는 효과는 크게 얻을 수 없는 문제가 있다.

그러나 본 발명은 내통(200)의 구조에 있어서 상하단에서 중심부로 갈수록 오목한 곡면(S)을 이루는 장구 형태로 구성되어 있으므로 섬유여재(300)를 상하 고정판(4)(4')의 걸이봉(5)(5')에 걸어 수직으로 배치시킨 상태에서도 와류유도날개(400)에 의해 와류를 일으키면서 회전되어 상승되는 원수의 수압이 작용하게 되면 섬유다발이 수직상태에서 중간이 내통(200)의 오목한 곡면(S)에 달라붙어 중간이 잘록한 형태로 변형되면서 표면적을 감소시키게 되므로 섬유여재(300)는 여재 사이의 간격이 좁아지면서 보다 조밀한 공극을 형성하게 됨에 따라 여과효율이 높아지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

부연하면, 중간이 오목한 곡면(S)을 이루는 내통(200)의 외면에 섬유여재(300) 다발을 밀착 및 중첩되게 설치하면 도 3과 같이 내통(200)의 오목한 곡면(S)과 섬유여재(300)의 사이에는 섬유여재(300)가 신축될 수 있는 공간(500)이 확보되므로 섬유여재(300)가 수압이 작용하지 않는 상태의 수직상태에서 원수가 섬유여재(300)를 통과할 때 전달되는 수압이 작용하면 안으로 짜부러 들면서 내통(200)의 오목한 곡면(S)에 밀착되므로 표면적이 줄어들어 섬유여재(300)의 공극이 매우 좁아져 여과효율이 상승하게 된다.

한편, 여과 후에 섬유여재(300)의 표면에 부착된 각종 이물질을 제거하기 위해 정화수 배출구(2)를 통해 세척수를 역으로 내통(200)의 내부에 공급하여 세척하는 역세과정에서는 정화수 배출구(2)를 통해 내통(200)의 내부로 강한 수압의 세척수가 공급되면 세척수가 내통(200)의 다공을 통해 배출되는 과정에서 수압으로 내통(200)의 외면에 밀착되어 있던 섬유여재(300)를 밀어내어 내통(200)의 외면으로 부터 분리시키게 되므로 섬유여재(300)에 달라 붙어 있던 이물질을 분리하는 효과를 크게 얻을 수 있게 되는 데, 즉, 전기한 바와 같이 내통(200)의 오목한 곡면(S)으로 인해 곡선으로 변형되어 내통(200)의 외면에 밀착된 섬유여재(300)가 수직형태로 변형되면서 펼쳐지는 과정에서 섬유여재(300)를 흔들어 섬유여재(300)의 표면에 달라붙어 있던 이물질을 보다 쉽게 분리시키게 되므로 역세 효과를 보다 크게 얻을 수 있게 되는 것이다.

이와같은 역세과정에서는 에어공급부(6)의 에어홀(6')을 통해 역세공기를 같이 공급해주게 되는 데 에어홀(6')을 통해 상승하는 무수한 공기방울들이 버블형태로 분사되어 역세수의 흐름에 따라 상부로 이동하는 과정에서 섬유여재(300)의 표면에 충돌하여 섬유여재에 일정 압력의 진동(흔들림)을 주게 되므로 섬유여재에 달라 붙어 있던 찌꺼기와 이물질이 보다 쉽게 떨어져 나오는 분리효과를 도와주게 되므로 섬유여재(300)의 역세척 효율이 상승되고 재생효과가 높아진다.

본 발명의 여과기는 단독으로 구성되지만, 여과 용량에 따라 다수개를 나열하는 팩 형태나 하나의 외통(100) 내에 다수개의 여과모듈을 설치하는 멀티 형태로서도 실시 가능하다.

이와같이 본 발명은 내통(200)의 구조를 중심부로 갈수록 오목한 곡면(S)을 가지는 장구 형태로 구성하여 섬유여재(300)의 신축공간을 확보함으로써 여과시에는 표면적을 줄여 공극을 조밀하게 하여 여과효율을 높이고 세척시에는 섬유여재(300)를 팽창시켜 흔듦으로서 표면에 달라붙은 이물질의 분리를 보다 용이하게 하므로서 섬유여재(300)의 재생을 보다 효율적으로 할 수 있는 효과를 제공하는 우수한 발명이다.

1 : 원수유입구 2 : 정화수 배출구 3 : 세척수 배출구 4, 4' : 고정판 5, 5' : 걸이봉 6 : 에어공급부 6' : 에어홀 100 : 외통 200 : 내통 300 : 섬유여재 400 : 와류유도날개 500 : 공간 S : 곡면

Claims

하부에 원수유입구(1)와 정화수 배출구(2)가 형성되고 상부에 세척수 배출구(3)가 형성된 외통(100)과, 상기 외통(100)의 내부에 정화수배출구(2)와 연통되게 입설된 다공망판으로 이루어진 원통형의 내통(200)과, 상기 내통(200)의 상하부에 설치된 고정판(4)(4')의 걸이봉(5)(5')에 걸어져 내통(200)의 외면에 설치되는 섬유여재(300)와, 원수유입구(1)의 상부에 설치된 에어공급부(6)의 외면에 나선형태로 일정간격을 두고 설치되어 원수유입구(1)로 유입되는 원수가 와류를 일으켜 내통(200)의 외면 전체에 고르게 접촉할 수 있도록 유도하는 다수개의 와류유도날개(400)로 구성되는 여과기에 있어서, 상기 내통(200)을 상하면에서 중심부로 향할수록 오목한 곡면(S)을 형성하는 장구형태로 구성하여 섬유여재(300)가 수압에 의해 신축되는 공간(500)을 형성함으로써 섬유여재(300)가 여과시에는 내통(200)의 오목한 곡면(S)에 수압으로 압착되고 역세시에는 섬유여재(300)가 내통(200)으로 부터 수압으로 이격되어 질 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 수압을 이용한 곡면 압착식 섬유여재 여과기.