KR102437226B1 - 수처리용 여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여과탱크에서 역방향 배출을 통해 이물질이 여과수단의 하면에 포집되었다가 자연스럽게 낙하하여 배출이 이루어지도록 한 수처리용 여과장치를 제공하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 상단이 덮개에 의해 선택적으로 개폐되게 구성되되, 하부 일측면에는 정화가 요구되는 물을 내부로 유입시키는 유입구가 형성되고, 상부 타측면에는 상기 유입구를 통해 내부로 유입된 물을 외부로 배출시키는 배출구가 마련되는 원통형의 여과탱크와, 상기 여과탱크의 내부에는 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 설치되어 유입되는 물을 정화시키는 여과수단과, 상기 유입구와 연결되는 배수관 상에 설치되어 펌핑에 의해 물을 상기 유입구로 유입시킴과 동시에 상기 여과수단을 통과하여 상기 배출구로의 배출을 돕는 고압펌프 및 상기 여과수단을 통해 걸려진 이물질이 낙하하여 배출되도록 상기 여과탱크의 하면에 설치되어 선택적으로 개폐되는 토출구를 포함하며, 상기 유입구측에 설치되어 유입되는 물에 와류를 발생시켜서 상기 여과수단을 통과하도록 와류수단을 포함하고, 상기 여과수단은, 스펀지필터와 세디먼트필터, 염소제거볼, 활성탄섬유필터가 차례로 적층 설치되는 것이다.

Description

수처리용 여과장치{FILTRATION FOR WATER TREATMENT}
본 발명은 수처리용 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대중목욕탕, 스파, 수영장, 대형수족관 등과 같이 일정 기간 담겨져서 사용된 물을 정화하여 재공급하기 위한 수처리용 여과장치에 관한 것이다.
일반적으로 대중 목욕탕의 경우에는 여러 명이 들어갈 수는 욕조가 구비되고, 그 욕조에는 온수를 채워넣은 상태에서 여러 사람이 목욕을 위하여 들어가 때를 불리는 동작을 취하게 된다.
상기와 같이 욕조에 채워진 목욕수는 여러 사람이 들어가 일정시간 동안 몸을 불리는 과정에서 신체의 표면에 묻어 있는 각종의 이물질과 더불어 때(피부각질) 등의 오염물질이 욕조에 채워진 물에 희석되어 물을 오염시키는 원인이 되고 있다.
수영장 역시 여러 명이 동시에 사용하기에 이물질로 인한 오염으로 이를 교체해주어야 한다.
이에 따라 목욕탕, 스파, 수영장, 대형수족관 등에는 순환펌프를 이용하여 원수를 여과기로 순환시켜서 각종 불순물과 이물질을 제거하여 재공급하고 있다.
여과장치는 다수의 선행문헌을 통해 알려져 있으며, 기본적으로 유입구와 배수구가 형성된 여과탱크와, 여과탱크의 내부에 설치된 여과필터로 이루어져 있다.
도 1에서는 종래의 여과장치를 개략적으로 도시한 것으로서, 여과탱크(10)의 상부측에 급수관을 통해 욕조와 연결되는 유입구(11)가 형성되고, 하면에 배수관을 통해 상기 욕조에 연결되는 배출구(12)가 마련되며, 급수관의 중간부에는 순환펌프(미도시)가 연결된다.
그리고 여과탱크(10)의 내부로는 여과필터(20)가 충진 설치되어 원수에 포함된 이물질을 제거하게 된다.
따라서 욕조의 원수는 순환펌프에 의해 유입구(11)를 통해 유입된 후, 여과필터(20)를 통과하면서 정화되어 배출구(12)로 배출되고, 다시 욕조로 재공급된다.
그러나, 여과필터를 통과하면서 이물질이 여과필터의 상면에 적층되고, 이에 사용자는 수시로 여과탱크의 상면 덮개를 개방한 후, 매우 힘들게 이물질을 긁어 내거나 해서 제거를 해주어야 하는 불편함이 있었다.
대한민국 등록번호 제10-1785934호(공고일 2017년10월17일) 대한민국 특허공개번호 제10-2019-0030258호(공개일 2019년03월22일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고압펌프를 통해 여과탱크의 하부측으로부터 물이 공급되고 여과수단을 통과하면서 정화된 후, 상부측으로 배출이 되도록 함으로써, 역방향 배출을 통해 이물질이 여과수단의 하면에 포집되었다가 자연스럽게 낙하하여 배출이 이루어지도록 한 수처리용 여과장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 상단이 덮개에 의해 선택적으로 개폐되게 구성되되, 하부 일측면에는 정화가 요구되는 물을 내부로 유입시키는 유입구가 형성되고, 상부 타측면에는 상기 유입구를 통해 내부로 유입된 물을 외부로 배출시키는 배출구가 마련되는 원통형의 여과탱크와, 상기 여과탱크의 내부에는 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 설치되어 유입되는 물을 정화시키는 여과수단과, 상기 유입구와 연결되는 배수관 상에 설치되어 펌핑에 의해 물을 상기 유입구로 유입시킴과 동시에 상기 여과수단을 통과하여 상기 배출구로의 배출을 돕는 고압펌프 및 상기 여과수단을 통해 걸려진 이물질이 낙하하여 배출되도록 상기 여과탱크의 하면에 설치되어 선택적으로 개폐되는 토출구를 포함하며, 상기 유입구측에 설치되어 유입되는 물에 와류를 발생시켜서 상기 여과수단을 통과하도록 와류수단을 포함하고, 상기 여과수단은, 스펀지필터와 세디먼트필터, 염소제거볼, 활성탄섬유필터가 차례로 적층 설치되는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 와류수단은, 상기 유입구측에 설치되되, 물이 유입될 수 있게 유입공과 내부에 유도구간이 구비되는 하우징과, 상기 하우징내에 고정 설치되고 중앙에 배출측으로 내경이 확대되는 연통공이 형성되며, 상기 연통공의 내주연을 따라 복수의 와류노즐홈이 형성되는 와류노즐부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 여과수단의 상면과 하면에는 고압에 의한 상기 여과수단의 유동을 방지하도록 상단고정체와 하단고정체가 상기 여과탱크의 내측에 고정 설치될 수 있다.
본 발명에 의한 수처리용 여과장치에서는, 여과탱크의 하부로부터 물이 공급되어 여과수단에 의해 정화되어 상부측으로 배출되며, 여과수단의 하부면에 포집된 이물질이 쉽게 분리 및 배출이 가능하여 유지 보수 비용 절감은 물론, 노동력 감소의 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 여과장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 여과장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 여과수단의 일부 확대 단면도이고,
도 4는 도 2에서 상단고정체의 A부분 확대 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수처리용 여과장치의 단면도이고,
도 6은 도 5에서 와류수단의 단면도이고,
도 7은 와류수단에서 와류노즐부재의 단면사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
여기서 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 여과장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 여과수단의 일부 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상단고정체의 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수처리용 여과장치의 단면도이고, 도 6은 도 5에서 와류수단의 단면도이고, 도 7은 와류수단에서 와류노즐부재의 단면사시도이다.
수처리용 여과장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 정화가 요구되는 물이 유입됐다가 배출되는 공간을 제공하는 여과탱크(100)와, 여과탱크(100)내에서 물을 정화하는 여과수단(200)과, 물을 유입과 상향으로의 배출을 돕는 고압펌프(300)와, 여과탱크(100)의 하단에 설치되어 이물질이 배출되는 토출구(122)를 포함할 수 있다.
먼저, 여과탱크(100)는 금속 또는 합성수지재로 제작되며, 원통형상으로 내부에 일정 공간이 마련되고, 여과수단(200)의 설치를 기준으로 하여 편의상 상부여과탱크(100)와 하부여과탱크(100)로 분할하여 설명할 수 있다.
따라서 하부여과탱크(100)의 일측면에는 정화가 요구되는 물을 내부로 유입시키는 유입구(121)가 형성되고, 상부여과탱크(100)의 타측면에는 유입된 물을 외부로 배출시키는 배출구(111)가 마련될 수 있다.
배출구(111)의 형성 방향은 유입구(121)와는 대향되는 방향이 바람직할 수 있다.
그리고 상부여과탱크(100)의 상면에는 볼트 등의 체결수단을 통해 결합되어 선택적으로 개폐 가능한 덮개(112)가 설치되고, 일측으로 약품투입구(114)가 설치될 수 있다.
그리고 하부여과탱크(100)는 하부측으로 향할수록 폭이 좁아지는 상광하협 형상을 가지며, 하단 중앙에는 토출구(122)가 일정 크기로 형성되고, 토출구(122) 상에는 전방측으로 슬라이딩되는 개폐도어(123)가 설치되어 여과수단(200)을 통해 걸려진 이물질이 낙하하여 배출되도록 하는 것이다.
여과수단(200)은 도 3을 참고하여 설명하면, 상부여과탱크(100)와 하부여과탱크(100)의 사이에 설치되어 유입되는 물을 통과시켜서 정화시키게 되는 것이다.
여기서 여과수단(200)으로 스펀지필터(202)와 세디먼트필터(204), 염소제거볼(206), 활성탄섬유필터(208)가 차례로 적층 설치되는 것이다.
여기서 세디먼트필터(204)는 도면에는 나타나지는 않지만, 다수개가 적층되는 형태로 구비될 수 있으며, 원수가 흐르는 방향으로 갈수록 기공(氣孔)의 크기가 작아지도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 세디먼트필터(204)가 3개의 층으로 구비되는 경우, 2개의 층은 10㎛ 단위로 이루어질 수 있으며, 나머지 하나의 층은 5㎛ 단위로 이루어질 수 있다.
입도가 큰 세디먼트필터(204)는 주로 원수에 포함된 흙, 모래 등 부유물질 및 슬러지 등을 거르고, 입도가 상대적으로 작은 세디먼트필터(204)는 녹이나 중금속 등 미세입자를 거를 수 있다.
이러한 세디먼트필터(204)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴 등 유기막 재질로 이루어질 수 있으며, 원판형의 디스크 형태로 이루어져 여과면적을 최대화할 수 있도록 하고, 멜트 블로운(melt-blown) 방식의 발포 성형에 의해 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 세디먼트필터(204)는 반영구적인 항균 효과를 나타낼 수 있도록 적층되는 멜트블로운 필터 중 하나 이상이 항균 처리가 된 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2항균 필터층을 구비할 수 있다.
상기 구리, 주석 및 은으로 이루어진 제1항균필터층은, 구리 50 내지 60 중량부, 주석 52 내지 64 중량부 및 은 3 내지 10중량부의 비율로 구성된 나노입자가 도포된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 구체적으로 상기 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물은 항균 및 항바이러스 효과를 나타내는 천연물로서 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.), 인진쑥(Artemisia campestris), 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria), 번행초(Tetragonia tetragonioides) 및 솔잎으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
더욱 구체적으로, 상기 혼합 추출물은 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.) 18 중량부, 인진쑥(Artemisia campestris) 13 중량부, 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria) 5 중량부, 번행초(Tetragonia tetragonioides) 3 중량부 및 솔잎 3 중량부를 혼합하고, 이를 80 내지 90%의 에탄올로 75℃에서 2 내지 4시간동안 환류 추출하여 제조한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 구체적으로 상기 천연물 유래의 추출물은 물, C1 내지 C4의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합 용매로 추출된 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는 증류수 또는 80 내지 90%의 에탄올을 이용해 추출된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 상기 추출물의 추출공정은 냉침, 온침, 가열, 환류 및 초음파 추출로 구성된 군에서 하나 이상 선택되는 방법을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 이를 적절히 변경하여 적용할 수 있다.
또한, 상기 추출물은 추출 또는 분획과정을 수행한 이후, 감압 여과 과정을 수행하거나 추가로 농축 및/또는 동결건조를 수행하여 농축하거나 용매를 제거할 수 있고, 구체적으로는 추출 후에 감압 농축하는 과정을 거쳐 추출물을 수득할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 적절히 변경하여 적용 가능하다.
또한, 상기 세디먼트필터는 필요에 따라 산소 생성수단을 포함하여 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 산소 생성수단은 수분과 만나 산소를 발생하는 산소발생제인 알카리금속의 과산화물, 알카리금속의 초산화물, 알카리토금속의 산화물, 알카리토금속의 과산화물이나 과탄산염으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 화합물이 멜트블로운 성형 단계에서부터 첨가되어 세디먼트필터와 일체로 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 이미 생성된 멜트블로운 필터의 표면에 코팅되는 형식을 취해도 무방하다.
상기 산소발생제에 대해 더욱 구체적으로 서술하면, 과산화물로서 과산화나트륨(sodium peroxide, Na2O2), 과산화칼륨(potassium peroxide, K2O2), 과산화칼슘(calcium peroxide, CaO2), 과산화리튬(lithium peroxide, Li2O2), 초산화나트륨(sodium superoxide, NaO2) 및 초산화칼륨(potassium peroxide, KO2)으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 것일 수 있다.
특히, 초산화칼륨(KO2) 및 과산화나트륨(Na2O2)와 같은 물질은 물을 흡수하여 산소를 방출하는 성질이 강해 이러한 용도에 적합하고, 초산화칼륨(KO2) 및 과산화나트륨(Na2O2)은 물과 반응속도가 매우 빠르므로 산소발생속도를 조절하기 위하여 수산화칼슘이나 산화칼슘 등을 반응속도 조절제로서 함유할 수 있다.
본 발명에서는 초산화칼륨(KO2) : 과산화나트륨(Na2O2) : 산화칼슘(CaO2) : 산화칼슘을 3:2:2:5의 몰비로 혼합하여 제조한 산소발생제를 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기한 수치범위를 벗어나는 경우, 너무 급격하게 반응이 진행되어 산소 발생 지속시간이 극히 짧아지거나 충분한 양의 산소가 발생되지 않아 효과가 미미해지게 될 수 있다.
그리고 염소제거볼(206)은, 수 여과 기능을 위해 직경이 다른 두 종류 이상의 세라믹볼(206a)과 은나노항균볼(2206b)을 사용할 수 있다.
이렇게 직경이 다른 세라믹볼(206a)과 은나노항균볼(206b)을 함께 사용하는 것은 볼과 볼 사이의 간극을 극소화하고 필터 내부에서 물과 닿는 정수 여과볼의 표면적을 최대로 넓힘으로써 여과 기능을 높이기 위해서이다.
바람직하게 은나노항균볼(206b)이 세라믹볼(206a)보다는 직경이 작게 형성될 수 있다.
세라믹볼(206a)의 제조를 위해 사용하는 원료는 바람직하게 극미세한 다공질 광물질로서 물리적 흡착 및 흡수력이 강하며 화학적 양이온 치환 작용이 높은 제올라이트 계열 광석일 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 유사한 작용을 할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용 가능하다.
세라믹볼(206a)은, 부가적으로 원적외선 방사기능 및 촉매성능이 우수한 점토물질인 황토 또는 고령토를 혼합 조성한 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 세라믹볼은 실리카 알루미나(Silica-Alumina) 20 내지 30 중량부, 참나무재 15 내지 20 중량부, 황토 25 내지 30 중량부, 고령토 10 내지 15 중량부, 지르코니아 0.1 내지 10 중량부 및 폐각 분말 5 내지 8 중량부를 포함하여 제조된 것일 수 있으며, 가장 구체적으로는 실리카 알루미나 25 중량부, 참나무재 17 중량부, 황토 28 중량부, 고령토 12 중량부, 지르코니아 6 중량부 및 폐각 분말 7 중량부의 비율로 혼합하여 제조된 것을 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그리고 은나노항균볼(206b)에서는 은에 대한 내성이 균들에 발생되지 않고, 항균 지속기간도 거의 반영구적이므로 그 사용영역이 확대되고 있다. 본 발명은 이러한 은을 이용하여 세균의 발생 및 증식을 방지함으로써 항균성을 구비할 수 있다.
은나노항균볼(206b)은 합성수지원료(P)에 은나노(A)가 혼합된 것으로 이루어진다. 합성수지원료는 염화비닐(PVC) 또는 폴리에틸렌(PE)을 주원료하며, 열안정제, 가공조제, 자외선 방지제, 충격보강재, 활제 등이 포함될 수 있다.
또한, 은나노는 5~500㎚의 입도를 갖는 것으로서, 30~250ppm이 혼합되어 제작될 수 있다.
활성탄섬유필터(208)는 기존 입상활성탄이 가지는 흡착용량과 흡착속도를 월등히 향상시킨 흡착제를 말하며, 흡착에 관여하는 무수히 많은 미세공(micropore)으로 형성된다.
따라서, 흡착용량이 크며, 미세공이 표면에 발달되어 있기 때문에 흡착 속도가 매우 빠르다. 특히, 유리잔류염소, 트리할로메탄류, 클로로포름 등 휘발성 유기화합물(VOC), 납 등과 효과적으로 흡착할 수 있다. 기타, 아민 냄새 제거, 메틸메르캅탄 제거 능력을 가지고 있다.
또한, 활성탄섬유필터(208)는 섬유형태이기 때문에 여러 가지 형태로 가공이 용이할 수 있다. 이에 따라, 활성탄섬유필터는 여과탱크(100)의 원통 형상과 유사한 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에서는 합성 섬유가 아닌 천연 섬유를 이용하여 활성탄섬유필터(208)를 제조하였으며, 이들 천연 섬유의 가장 우수한 혼합 비율로서 목화, 대마 껍질 및 코코넛 열매 껍질로부터 수득한 섬유를 각 3:1:12의 중량비로 혼합하고, 이를 소성 처리하여 제조한 것을 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가, 본 발명에서는 물에 포함된 악취를 제거하기 위하여, 복합 금속 산화물을 상기 활성탄섬유필터(208)의 표면에 첨착할 수 있다.
상기 복합 금속 산화물은 전술한 세디먼트필터의 제1항균 필터층에 사용된 것과 동일하게, 구리 50 내지 60 중량부, 주석 52 내지 64 중량부 및 은 3 내지 10중량부의 비율로 구성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 활성탄섬유필터(208)는 교체 주기가 약 6개월~12개월이므로 종래 필터들에 비해 교체 주기가 길다.
한편, 교체 주기가 길다고는 해도 활성탄섬유필터(208) 또는 스펀지필터(202)는 교체가 요구되며, 이를 위하여 여과탱크(100)의 외측면 중 여과수단(200)이 설치된 외측면 상에 여과수단(200)의 유지보수 및 교체를 위하여 회전 개방되는 유지보수용도어(210)가 더 설치될 수 있다.
유지보수용도어(210)의 크기는 여과수단(200)의 추출과 장착이 용이한 면적을 가지면 가능하고, 힌지 등이 설치되어 회전 개방이 바람직할 수 있다.
한편, 여과수단(200)의 상면과 하면 각각에는 고압에 의한 여과수단(200)의 유동을 방지하도록 상단고정체(220)와 하단고정체(230)가 여과탱크(100)의 내측에 고정 설치될 수 있다.
상단고정체(220)는 금속제로 하여 메쉬형태이면 바람직하고, 여과수단(200)에 밀착되어 상부여과탱크(100)의 내주연을 따라 용접 등을 통해 고정 설치될 수 있다.
이와 같이 하단고정체(230)로 금속의 메쉬로 원판 형태로 제작되고, 여과수단(200)의 하면에 밀착되어 하부여과탱크(100)의 내주연을 따라 용접 등을 통해 고정 설치될 수 있다.
그리고 도 4에서와 같이, 상단고정체(220)와 하단고정체(230)의 테두리로는 오링(240)설치되고, 상기 오링(240)은 고무재가 바람직하며 단부면이 수직면(240a)과 수직면(240a)으로부터 이어져서 상방 또는 하방을 향하도록 경사면(240b)으로 형성될 수 있다.
오링(240)의 직경은 여과탱크(100)의 내경보다는 다소 크게 형성될 수 있으며, 여과탱크(100)의 내주연을 따라 형성된 삽입홈(102)에 위치되어 이탈이 방지될 수 있다.
따라서 오링(240)을 포함하는 상단고정체(220)와 하단고정체(230)는 삽입홈(102)에 위치되어 수압으로부터 이탈이 방지될 수 있다.
그리고 고압펌프(300)는, 유입구(121)와 연결되는 배수관(126) 상에 설치되어 펌핑에 의해 물을 유입구(121)로 유입시킴과 동시에 여과수단(200)을 통과하여 배출구(111)로의 배출을 돕게 되며, 물을 고압으로 끌어 올리기 위하여 상향식가압펌프일 수 있다.
상향식가압펌프는 내부에 역류방지밸브를 적용하고, 사용 중 수압이 일정하게 유지되어 정압 운전이 가능하며, 원심식 날개를 채용하여 소음이 적은 제품이 바람직할 수 있다.
그리고 도 5 도시된 다른 일예로서, 상부여과탱크(110)의 내부에는 올라오는 물의 배출을 배출구(111)로 유도하기 위하여 비스듬한 가이드벽(113)이 설치될 수 있다.
또한, 유입구(121)측에 설치되어 유입되는 물에 와류를 발생시켜서 상기 여과수단을 통과하도록 와류수단(130)을 포함할 수 있다.
상기 와류수단(130)은 도 6 또는 도 7에서와 같이, 유입구(121)에 설치되어 물이 유입될 수 있게 하는 하우징(132)과, 하우징(132)내에 설치되어 와류를 발생시켜서 배출하는 와류노즐부재(134)로 구성될 수 있다.
하우징(132)은 전체적인 형상이 사다리꼴로 폭이 좁은 윗변이 유입구(121)에 연결 설치되고 유입구(121)와 연통되도록 윗변에는 유입공(132a)이 형성될 수 있다.
그리고 유입공(132a)의 후측으로 하우징(132)내에 설치되는 와류노즐부재(134)의 사이 공간에는 유도구간(132b)이 별도의 공간으로 마련될 수 있다.
유도구간(132b)은 유체가 경사진 면을 따라 이동할 수 있게 30~60°로 완만하게 경사진 면을 이루는 것으로, 깔때기 형상으로 이루어진다. 다시 유도구간(132b)에서는 와류노즐부재(134)와 함께 유체를 일정한 경사방향으로 유도하되 상기 와류노즐부재(134)으로부터 일방향으로만 유체가 이동될 수 있도록 유도한다.
하우징(132)내에 고정 설치되는 와류노즐부재(134)는, 중앙에 배출측으로 내경이 확대되는 연통공(134a)이 형성되며, 상기 연통공의 내주연을 따라 복수의 와류노즐홈(134b)이 형성될 수 있다.
와류노즐홈(134b)은 유입공(132a)을 통해 유입된 유체가 유도구간(132b)을 거쳐 이동될 수 있는 유일한 이동통로로서의 역할을 한다. 상기 와류노즐홈(134b)은 연통공(134a)의 내주연을 따라 일정한 간격 즉 등간격을 두고 배치된다.
와류노즐홈(134b)은 배출구측으로 확대되는 경사면을 따라 한 쪽 방향을 향해 일정 각도로 경사지게 형성될 수 있으며, 경사각은 중심을 기준으로 한쪽 방향을 향해 대략 10~30°로 기울어지게 형성된다.
상기에서 복수의 와류노즐홈(134b)은 각 동일한 방향 즉 일방향으로만 경사진 구조를 이룰 수 있으며, 유체의 이동방향을 향해 갈수록 홈의 크기가 점점 크기가 넓어질 수 있다.
상기와 같이 와류노즐홈(134b)의 크기를 점점 넓어지게 형성하게 되면, 유체의 분사회전력을 증진시키는 것이 가능하다.
도시된 바에 따르면, 와류노즐홈(134b)은 일정 각도를 가지는 직선형으로 형성되었으나, 나선형 또는 만곡형으로 형성하는 것도 가능하다. 즉, 나선형이나 만곡형으로 와류노즐홈(134b)을 구성하게 되면, 유체가 곡선을 따라 유도분사되어 유체의 분사 회전력을 향상시키는 것이 가능하다
따라서 와류노즐부재(134)를 통과한 유체는 하부여과탱크(120)에서 배출된 유체가 유체회오리 즉, 와류를 생성시킬 수 있다.
와류가 생성되는 유체는 강한 상승효과와 분사회전력으로 여과수단(200)을 통과하면서 정화가 이루어질 수 있다.
또한, 여과탱크(100)에는 하부측 내부에 설치되어 공급되는 물의 온도를 측정하는 온도감지센서(124)와, 상부측 내부에 설치되어 공급되는 물의 압력을 측정하는 압력감지센서(115)와, 여과탱크(100)의 외측면에 설치되어 온도감지센서(124)로부터 물의 온도 정보를 전달받아 물의 현재 온도를 표시하거나, 압력감지센서(115)로부터 수압을 전달받아 압력을 표시하는 디스플레이부(400)와, 여과탱크(100)의 외측면에 설치되고, 사용자 단말기(600)와 블루투스로 연결되며, 온도감지센서(124)와 압력감지센서(115)로부터 물의 온도 정보와 수압 정보를 전달받아 사용자 단말기(600)로 전달하여 표시되도록 하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.
온도감지센서(124)는, 하부여과탱크(120)의 내부에 설치되어 공급되는 물의 온도를 측정하는 것으로서, 유입구(121)로 유입되는 물의 온도를 측정하여 이후에 자세히 설명될 디스플레이부(400)를 통해 사용자가 쉽게 물의 온도를 확인할 수 있다.
압력감지센서(115)는, 상부여과탱크(110)의 내부에 설치되어 여과수단(200)을 통과한 물의 압력을 측정하는 것으로서, 물의 압력을 측정하여 디스플레이부(400)에 수압이 표시되도록 하여 고압펌프(300)를 제어부(500)를 통해 제어할 수 있다.
즉, 압력감지센서(115)는 제어부(500)에 수압 정보를 전달하고, 제어부(500)는 사용자 단말기(600)에 수압이 표시되어 물이 얼마의 수압으로 공급되고 있는 지를 쉽게 파악할 수 있다. 디스플레이부(400)는, 온도감지센서(124)로부터 물의 온도 정보를 전달받아 물의 현재 온도를 표시하거나, 압력감지센서(115)로부터 수압 정보를 전달받아 현재 공급되고 있는 수압을 표시하는 것이다.
이때, 본 발명의 디스플레이부(400)는 온도감지센서(124)와 압력감지센서(115)로부터 물의 온도 정보와 수압 정보를 직접 전달받아도 무방하나, 이후에 설명할 제어부(500)를 통해 물의 온도 정보와 수압 정보를 전달받는 것이 바람직한데, 이는 제어부(500)로 물의 온도 정보와 수압 정보가 전달된 후, 상기 제어부(500)에서 디스플레이부(400)와 사용자 단말기(600)로 물의 온도 정보와 수압 정보를 함께 송신하는 것이 효율적이기 때문이다.
제어부(500)는, 일예로 PCB기판일 수 있고, 블루투스 통신부를 구비하여 사용자 단말기(600)와 블루투스로 연결되며, 앞서 설명된 온도감지센서(124)와 압력감지센서(115)로부터 물의 온도 정보와 수압 정보를 전달받아 디스플레이부(400)와 사용자 단말기로 전달하여 표시되도록 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 수처리용 여과장치의 작용은, 다시 도 2 또는 도 5를 참고하여 설명한다.
목욕탕 등에서 사용한 목욕수를 배수관(126)을 통해 배출하면, 여과탱크(100)의 유입구(121)를 통해 유입이 이루어지며, 이때 고압펌프(300)의 펌핑을 통해 고압으로 유입되어 여과수단(200)을 강제로 통과하여 배출구(111)를 통해 배출되어 다시 목욕수로 사용되어진다.
목욕수는 스펀지필터(202)와 세디먼트필터(204), 염소제거볼(206, 206a, 206b), 활성탄섬유필터(208)로 이루어지는 여과수단(200)을 통과하면서 이물질이 걸려지게 되며, 걸려진 이물질은 여과수단(200)의 하면에 부착되었다가 낙하하여 토출구(122)측에 적층되어 지며, 목욕수의 정화 과정이 완료되면, 사용자는 토출구(122)측의 개폐도어(123)를 개방시켜서 이물질을 배출시키게 된다.
그리고 여과수단(200)을 통과하면서 정화된 물은 가이드벽(113)을 따라 가이드되어 배출구(111)측으로 보다 원활한 배출을 유도하게 되며, 상부여과탱크(100)측의 약품투입구(114)를 통해서는 허용된 약품이 투입되어 물을 살균처리하게 된다.
한편, 유입구(121)에 설치된 와류수단(130)의 와류노즐부재(134)를 유체가 통과하면서 발생된 와류는 보다 빠른 추진력으로 여과수단(200)에 접촉되면서 여과될 수 있으며, 하단고정체(230)에 부착된 이물질도 낙하가 용이할 수 있다
또한, 하부여과탱크(120)에 설치된 온도감지센서(124)에서는 공급되는 물의 온도를 측정하고, 상부여과탱크(110)의 압력감지센서(115)에서는 수압을 측정하게 되며, 이들 온도와 수압 정보를 디스플레이부(400)에서 전달받아 표시하게 되고, 이와 같이 제어부(500)에서도 블루투스 통신부를 구비하여 사용자 단말기(600)와 블루투스로 연결되며, 온도감지센서(124)와 압력감지센서(115)로부터 물의 온도 정보와 수압 정보를 전달받아 디스플레이부(400)와 사용자 단말기(600)로 전달하여 표시되도록 한다.
사용자는 표시된 디스플레이부(400)와 사용자 단말기(600)에 따라 고압펌프(300)의 압력을 조절하거나, 공급되는 물의 온도도 조절하게 된다.
전술한 바와 같은 기능들로 인해, 여과탱크의 하부에서 물이 공급되어 여과수단에 의해 정화되어 상부측으로 배출되며, 여과수단의 하부면에 포집된 이물질이 쉽게 분리 및 배출이 가능하여 유지 보수 비용 절감은 물론, 노동력 감소의 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 여과탱크 110 : 상부여과탱크
111 : 배출구 112 : 덮개
113 : 가이드벽 114 : 약품투입구
115 : 압력감지센서 120 : 하부여과탱크
121 : 유입구 122 : 토출구
123 : 개폐도어 124 : 온도감지센서
130 : 와류수단 132 : 하우징
132a : 유입공 132b : 유도구간
134 : 와류노즐부재 134a : 연통공
134b : 와류노즐홈 200 : 여과수단
202 : 스펀지필터 204 : 세디먼트필터
206 : 연소제거볼 208 : 활성탄섬유필터
210 : 유지보수용도어 220 : 상단고정체
230 : 하단고정체 240 : 오링
300 : 고압펌프 400 : 디스플레이부
500 : 제어부 600 : 사용자단말기

Claims (3)

  1. 상단이 덮개에 의해 선택적으로 개폐되게 구성되되, 하부 일측면에는 정화가 요구되는 물을 내부로 유입시키는 유입구가 형성되고, 상부 타측면에는 상기 유입구를 통해 내부로 유입된 물을 외부로 배출시키는 배출구와 상기 배출구로 물의 배출을 유도하는 가이드벽이 마련되는 원통형의 여과탱크와,
    상기 여과탱크의 내부에는 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 설치되어 유입되는 물을 정화시키는 여과수단과,
    상기 유입구와 연결되는 배수관 상에 설치되어 펌핑에 의해 물을 상기 유입구로 유입시킴과 동시에 상기 여과수단을 통과하여 상기 배출구로의 배출을 돕는 고압펌프 및,
    상기 여과수단을 통해 걸려진 이물질이 낙하하여 배출되도록 상기 여과탱크의 하면에 설치되어 선택적으로 개폐되는 토출구를 포함하며,
    상기 유입구측에 설치되어 유입되는 물에 와류를 발생시켜서 상기 여과수단을 통과하도록 와류수단을 포함하고,
    상기 와류수단은,
    상기 유입구측에 설치되되, 물이 유입될 수 있게 유입공과 내부에 30~60°로 완만하게 경사진 면을 이루는 깔때기 형상의 유도구간이 구비되는 하우징과,
    상기 하우징내에 고정 설치되고 중앙에 배출측으로 내경이 확대되는 연통공이 형성되며, 상기 연통공의 내주연을 따라 형성되되 유체의 이동방향을 향해 갈수록 홈의 크기가 점점 넓어지도록 복수의 와류노즐홈이 형성되는 와류노즐부재를 포함하며,
    상기 여과수단은,
    스펀지필터와 세디먼트필터, 염소제거볼, 활성탄섬유필터가 차례로 적층 설치되고,
    상기 세디먼트필터는,
    구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2항균 필터층을 구비되며,
    상기 염소제거볼은,
    직경이 서로 다른 세라믹볼과 상기 세라믹볼 보다는 직경이 작은 은나노향균볼로 구성되되,
    상기 세라믹볼은,
    실리카 알루미나(Silica-Alumina) 20 내지 30 중량부, 참나무재 15 내지 20 중량부, 황토 25 내지 30 중량부, 고령토 10 내지 15 중량부, 지르코니아 0.1 내지 10 중량부 및 폐각 분말 5 내지 8 중량부를 포함하며,
    상기 은나노향균볼은,
    염화비닐(PVC) 또는 폴리에틸렌(PE)을 주원료로 하는 합성수지원료(P)에 은나노(A)가 혼합된 것이고,
    상기 여과수단의 상면과 하면에는 고압에 의한 상기 여과수단의 유동을 방지하도록 상단고정체와 하단고정체가 상기 여과탱크의 내측 삽입홈에 고정 설치되되,
    상기 상단고정체와 상기 하단고정체에는 각각 테두리로 오링이 설치되며,
    상기 오링은,
    단부면이 수직면과 상기 수직면으로부터 이어져서 상방 또는 하방을 향하도록 경사면으로 형성되어 상기 삽입홈으로부터 이탈이 방지되는, 것을 특징으로 하는 수처리용 여과장치.
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