KR102070290B1 - 사이클론 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체 이물질과 오일을 용이하게 제거할 수 있는 사이클론 여과 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 사이클론 여과 장치는 내부에 여과조가 형성된 하우징, 상기 하우징의 외주면에 연결 설치된 주입관, 상기 하우징의 상단에 연결 설치되되 상기 하우징의 내측으로 삽입 설치된 토출관, 상기 하우징의 하부에 연결 설치된 포집 용기, 및 상기 하우징과 상기 포집 용기를 연결하는 오일 이송관을 포함하며, 상기 토출관은 하우징의 내부로 삽입되어 돌출된 돌출관부를 갖고, 상기 오일 이송관은 상기 돌출관부의 외측에 형성된 공간과 연결된다.

Description

사이클론 여과 장치{DEFORMABLE INDUCTION COIL APPARATUS}

본 발명은 사이클론 여과 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 고체 이물질과 오일을 용이하게 제거할 수 있는 사이클론 여과 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고체와 액체가 혼합된 슬러리(slurry) 상태의 원수(原水)로부터 고체와 액체를 분리하는 고액 분리기 혹은 집진 장치는 축산 폐수나 오폐수 처리용도로 널리 사용되어 왔으며, 그밖에 보다 전문적으로는 석탄화력 발전소 및 각종 용해로의 탈황설비 후단에서 먼지와 이물질을 제거하는 장치로서 사용되고 있다.

이와 같은 습식 사이클론 장치는 고형물과 액체가 혼합된 것이면 그 성분이 무엇이든 상관없이 그 혼합물 안의 고형물과 액체를 분리하기 위한 용도로 사용되는 다양한 종류의 장치들을 모두 통틀어 말한다.

액체에 포함된 이물질을 분리하는 사이클론 여과 장치는 물과 이물질의 무게 차이를 이용하여 상대적으로 무거운 고형 이물질은 원심력과 중력을 이용하여 아래로 배출하고, 물은 상부로 배출하여 연속적인 여과를 수행할 수 있다.

다만 이러한 사이클론 여과 장치는 물보다 비중이 작은 오일을 제대로 제거할 수 없는 문제가 있다. 기계 부품을 세척한 폐수에는 이물질뿐만 아니라 오일이 포함되어 있는데, 오일이 제거되지 않은 물을 다시 세척에 사용하면 세척 효율이 저하되는 문제가 발생한다.

본 발명은 고체 이물질과 오일을 용이하게 제거할 수 있는 사이클론 여과 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 사이클론 여과 장치는 내부에 여과조가 형성된 하우징, 상기 하우징의 외주면에 연결 설치된 주입관, 상기 하우징의 상단에 연결 설치되되 상기 하우징의 내측으로 삽입 설치된 토출관, 상기 하우징의 하부에 연결 설치된 포집 용기, 및 상기 하우징과 상기 포집 용기를 연결하는 오일 이송관을 포함하며, 상기 토출관은 하우징의 내부로 삽입되어 돌출된 돌출관부를 갖고, 상기 오일 이송관은 상기 돌출관부의 외측에 형성된 공간과 연결된다.

여기서, 상기 하우징과 상기 포집 용기를 연결하되 상기 포집 용기의 내부로 이어져 형성된 연결관을 더 포함하고, 상기 오일 이송관은 상기 연결관의 외측에 형성된 공간에 연결될 수 있다.

또한, 상기 하우징의 내부에는 오일이 일시적으로 저장되는 오일 체류 공간이 형성되고, 상기 오일 체류 공간은 상기 여과조의 상단과 상기 여과조에서 상기 주입관과 연결된 부분 사이에 형성되며, 상기 오일 이송관은 상기 오일 체류 공간에 연결 설치될 수 있다.

또한, 상기 포집 용기에는 오일이 포집되는 오일 포집부와 고체 상의 이물질이 포집되는 이물질 포집부가 형성되고, 상기 오일 포집부는 상기 연결관의 외측에 형성되며 상기 이물질 포집부는 상기 연결관의 아래에 형성되되, 상기 오일 이송관은 상기 오일 포집부에 연결 설치될 수 있다.

또한, 상기 토출관의 하단에는 복수의 홀이 형성되고 판 형상으로 이루어진 유도부재가 설치될 수 있다.

또한, 상기 유도부재의 표면에는 친수성 피막이 형성될 수 있다.

또한, 상기 유도부재는 뿔 형상의 판으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징과 포집 용기에 오일 이송관이 연결 설치되어 하우징의 상부에 저장된 오일을 포집 용기로 이동시켜서 오일을 용이하게 분리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 여과 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 여과 장치를 도시한 절개 사시도이다.
도 3은 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 4는 도 1에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클론 여과 장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클론 여과 장치의 유도부재를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 실시예들의 설명 중 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.

각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 바로 위에 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 여과 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 여과 장치를 도시한 절개 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 사이클론 여과 장치(100)는 하우징(10), 주입관(60), 토출관(50), 포집 용기(20), 오일 이송관(30), 및 배출관(40)을 포함한다.

하우징(10)은 대략 원통 형상으로 이루어지며 하부로 갈수록 외경이 감소하는 다단 구조로 이루어질 수 있다. 하우징(10)의 내부에는 하우징(10)의 높이 방향으로 관통하는 여과조(15)가 형성되는데, 여과조(15)는 하부로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하도록 형성된다. 즉 여과조(15)의 내벽은 여과조(15)의 중심축에 대하여 경사지게 형성된 깔때기 모양으로 이루어질 수 있다.

주입관(60)은 하우징(10)의 상부에서 하우징(10)의 측방향으로 연결 설치되는데, 하우징(10)의 외주면에서 편심된 방향으로 연결 설치된다. 즉, 주입관(60)의 중심축은 하우징의 폭방향 중심을 지나지 않는다. 이에 따라 주입관(60)을 통해서 유입된 물은 여과조에서 사이클론 유동을 발생시킬 수 있다. 주입관(60)의 선단은 높이가 폭보다 더 큰 납작한 관으로 이루어질 수 있으며, 주입관(60)으로 이물질이 포함된 오염수가 공급될 수 있다.

도 3은 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이고, 도 4는 도 1에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 토출관(50)은 하우징(10)의 상단에서 하우징(10)의 높이 방향으로 이어져 설치된다. 토출관(50)은 하우징(10)의 내부로 삽입 설치되는데, 이에 따라 토출관(50)은 하우징(10) 내부로 돌출된 돌출관부(51)를 갖는다.

주입관(60)을 통해서 여과조(15)로 유입된 오염수는 사이클론 유동을 하며, 이때, 오염수에 포함된 고체 이물질은 물보다 비중이 높아서 원심력과 중력에 의하여 하부로 이동하고, 이물질이 제거된 물은 다시 상승하면서 토출관(50)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 여과조(15)의 상단에는 돔형상의 공간이 형성되는데, 돌출관부(51)의 외측에는 토출관(50)을 통해서 배출되지 않은 오일이 일시 저장될 수 있다. 오일은 물보다 비중이 가벼워서 이물질과 함께 하부로 이동하지 못하고 물과 함께 상승한다. 그러나 이러한 오일은 오염 물질의 하나로서 제거되는 것이 바람직하다. 토출관(50)을 통해서 배출되지 못한 오일은 물보다 비중이 낮아서 하우징(10)의 상단에 체류하게 된다.

이를 위해서 하우징(10)의 내부에는 오일이 일시적으로 저장되는 오일 체류 공간(18)이 형성되는데, 오일 체류 공간(18)은 돌출관부(51)의 외측에 형성된다. 오일 체류 공간(18)은 여과조(15)의 상단과 여과조(15)에서 주입관(60)이 연결된 부분 사이에 위치될 수 있다. 오일 이송관(30)은 오일 체류 공간(18)에 연결 설치된다.

주입관(60)으로 공급되는 오염수는 강한 유동과 압력을 발생시키는데, 오염수의 의하여 오일이 가압되어 오일 이송관(30)으로 이동할 수 있다.

포집 용기(20)는 연결관(70)을 매개로 하우징(10)과 연결 설치되며, 이물질과 오일이 저장되는 공간을 갖는다. 연결관(70)은 여과조(15)의 하단의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 관으로 이루어진다. 한편, 연결관(70)은 포집 용기(20)의 내부까지 이어져 포집 용기(20)의 내부로 돌출되도록 설치된다. 연결관(70)은 포집 용기(20)의 높이의 1/3~2/3까지 돌출될 수 있다.

한편, 포집 용기(20)에는 오일이 포집되는 오일 포집부(25)와 오일 포집부(25)의 아래에 위치하며 고체 상의 이물질이 포집되는 이물질 포집부(26)가 형성되는데, 오일 포집부(25)는 연결관(70)의 외측에 형성된 공간으로 이루어지며, 이물질 포집부(26)는 연결관(70)의 아래에 형성된다.

하우징(10)의 외주면과 포집 용기(20)의 외주면에는 하우징(10)과 포집 용기(20)를 연결하는 오일 이송관(30)이 설치된다. 오일 이송관(30)은 하우징(10)의 상부와 포집 용기(20)의 상부를 연결할 수 있다. 오일 이송관(30)의 상단은 돌출관부(51)의 외측에 형성된 오일 체류 공간(18)에 연결되는데, 특히 여과조(15)의 상단에 연결 설치될 수 있다.

또한, 오일 이송관(30)의 하단은 연결관(70)의 외측에 형성된 공간인 오일 포집부(25)에 연결 설치된다. 오일 이송관(30)이 오일 포집부(25)에 연결 설치되면 오일이 연결관(70)을 통해서 역류하지 않고 안정적으로 저장될 수 있다.

오일과 고체 이물질은 비중에 의하여 분리될 수 있는데, 고체 이물질은 물 보다 비중이 더 높아 아래로 이동하고, 오일은 물 보다 비중이 더 낮아서 위로 이동하며, 이물질과 오일 사이에 물이 위치한다.

포집 용기(20)의 하부에는 배출관(40)이 연결 설치되며, 배출관(40)에는 이물질 및 오일의 배출을 제어하는 밸브(42)가 설치될 수 있다. 오염수의 공급이 중단된 상태에서 밸브(42)가 개방되면 오일과 이물질이 외부로 배출될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따르면 오일 이송관(30)이 설치되어 이물질뿐만 아니라 오염수에 포함된 오일을 물에서 용이하게 분리할 수 있다. 특히, 오일 이송관(30)이 돌출관부(51)의 외측 공간과 연결관(70)의 외측 공간에 연결 설치되므로 더욱 효율적으로 오일을 분리할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클론 여과 장치에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클론 여과 장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클론 여과 장치의 유도부재를 도시한 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 사이클론 여과 장치(200)는 유도부재(80)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 사이클론 여과 장치와 동일한 구조로 이루어지는 바, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

토출관(50)의 하단에는 유도부재(80)가 설치되는데, 유도부재(80)는 중앙이 뾰족하고 측면이 경사지게 형성된 뿔 형상의 판으로 이루어질 수 있으며, 더욱 상세하게는 원뿔형상의 판으로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 유도부재(80)는 홀이 형성된 판으로 이루어지면 충분하다.

유도부재(80)에는 물이 통과할 수 있도록 복수의 홀(81)이 형성되어 있다. 홀(81)의 크기와 모양은 유속과 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 유도부재(80)의 개구율은 50%~95%로 이루어질 수 있다.

또한 유도부재(80)의 표면은 친수성으로 처리된 친수성 피막(82)이 형성되는데, 친수성 피막(82)은 화학적 처리, 플라즈마 처리, 자외선 처리 등에 의하여 형성될 수 있으며, 본 발명은 친수성 피막(82)의 구조에 제한되지 않는다.

본 제2 실시예와 같이 친수성 피막(82)이 형성된 유도부재(80)가 설치되면, 유도부재(80)에 의하여 물은 용이하게 통과되나, 오일은 소수성을 가지므로 유도부재(80)의 표면을 따라 외측으로 이동하도록 유도될 수 있다. 외측으로 이동한 오일은 토출관(50)의 외측 공간으로 이동하여 저장된 후, 오일 이송관(30)을 통해서 오일 포집부(25)로 이동할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 제2 실시예에 따르면 토출관(50)의 하단에 유도부재(80)가 설치되어 오일의 포집 효율이 더욱 향상될 수 있다.

이상, 본 발명을 예시적으로 설명하였으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200: 사이클론 여과 장치
10: 하우징
15: 여과조
18: 오일 체류 공간
20: 포집 용기
25: 오일 포집부
26: 이물질 포집부
30: 오일 이송관
40: 배출관
42: 밸브
50: 토출관
51: 돌출관부
60: 주입관
80: 유도부재
82: 친수성 피막

Claims (7)

1. 고체 이물질과 오일을 포함하는 오염수에서 고체 이물질과 오일을 분리하는 사이클론 여과 장치에 있어서,
   내부에 여과조가 형성된 하우징;
   상기 하우징의 외주면에 연결 설치된 주입관;
   상기 하우징의 상단에 연결 설치되되 상기 하우징의 내측으로 삽입 설치된 토출관;
   상기 하우징의 하부에 연결 설치된 포집 용기;
   상기 하우징과 상기 포집 용기를 연결하는 오일 이송관; 및
   상기 하우징과 상기 포집 용기를 연결하되 상기 포집 용기의 내부로 이어져 형성된 연결관;
   을 포함하며,
   상기 토출관은 상기 하우징의 내부로 삽입되어 돌출된 돌출관부를 갖고,
   상기 하우징의 내부에는 오일이 일시적으로 저장되는 되는 오일 체류 공간이 형성되고, 상기 오일 체류 공간은 상기 하우징의 상면과 상기 돌출관부의 둘레 사이에 형성되되 돔 형상으로 이루어지며,
   상기 오일 이송관의 상단은 상기 오일 체류 공간에 연결되어, 상기 주입관으로 공급되는 오염수에 의하여 발생되는 유동과 압력에 의하여 상기 오일 체류 공간에 저장된 오일이 가압되어 오일 이송관으로 이동하며,
   상기 오일 이송관의 하단은 상기 포집 용기에 연결되되 상기 연결관의 외측에 형성된 공간에 연결되며, 상기 오일 이송관의 하단은 상기 연결관의 하단보다 더 상부에 위치하며,
   상기 연결관은 상기 여과조의 하단의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 관으로 이루어지며,
   상기 토출관의 하단에는 복수의 홀이 형성되고 판 형상으로 이루어진 유도부재가 설치되고, 상기 유도부재의 표면에는 친수성 피막이 형성되며, 상기 유도부재는 뿔 형상의 판으로 이루어지며, 상기 유도부재의 개구율은 50%~95%로 이루어진 것을 특징으로 하는 오일 이송관을 갖는 사이클론 여과 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 포집 용기에는 오일이 포집되는 오일 포집부와 고체 상의 이물질이 포집되는 이물질 포집부가 형성되고, 상기 오일 포집부는 상기 연결관의 외측에 형성되며 상기 이물질 포집부는 상기 연결관의 아래에 형성되되, 상기 오일 이송관은 상기 오일 포집부에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 오일 이송관을 갖는 사이클론 여과 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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