KR102602668B1 - 수처리용 평판형 필터 및 이를 포함하는 평판형 필터모듈 - Google Patents
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Abstract
수처리용 평판형 필터가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터는 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되는 여과부재; 여과부재를 지지할 수 있도록 여과부재의 테두리 측에 끼움결합되고, 여과부재를 통해 생산된 여과수가 유입되어 이동하는 유로가 형성되는 지지프레임; 지지프레임의 모서리측에 결합되는 복수 개의 연결부재; 및 유로와 연통하여 여과수를 외부로 배출하기 위한 수취구;를 포함하는 수처리용 평판형 필터를 제공한다. 여기서, 지지프레임은 여과부재의 테두리 측에 결합되는 복수 개의 프레임을 포함하며, 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적은 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적보다 크다.
Description
본 발명은 수처리용 평판형 필터 및 이를 포함하는 평판형 필터모듈에 관한 것이다.
일반적으로 산업이 급속한 발전과 인구의 도시 집중 등으로 인하여 도시 하수 및 산업폐수가 증가하였다. 이러한 오폐수의 증가는 현대 사회에 커다란 문제가 되고 있으며, 이를 경제적이고 효율적으로 처리하기 위한 다양한 오폐수 처리시설이 제시되고 있다.
이러한 오폐수 처리시설은 오폐수를 여과하기 위하여 복수 개의 필터가 구비될 수 있으며, 각각의 필터에 포함되는 여과부재를 통하여 오폐수가 여과된다.
이때, 여과부재가 소정의 면적을 갖는 평판형으로 구비되는 경우 상기 여과부재의 테두리측에는 상기 여과부재를 지지하기 위한 지지프레임이 체결된다.
통상적으로, 상기 지지프레임은 동일 형상의 유로를 갖는 복수 개의 프레임을 포함한다. 그러나, 종래의 경우 구조적으로 상기 여과부재에서 여과과정의 흡입압력 또는 세척과정의 역세압력이 영역별로 상이하게 작용하여 여과효율 또는 세척효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 여과부재의 영역별 압력의 불균형을 억제함으로써, 여과효율 및 세척효율을 향상시킬 수 있는 수처리용 평판형 필터 및 이를 포함하는 평판형 필터모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되는 여과부재; 상기 여과부재를 지지할 수 있도록 상기 여과부재의 테두리 측에 끼움결합되고, 상기 여과부재를 통해 생산된 여과수가 유입되어 이동하는 유로가 형성되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 모서리측에 결합되는 복수 개의 연결부재; 및 상기 유로와 연통하여 상기 여과수를 외부로 배출하기 위한 수취구;를 포함하는 수처리용 평판형 필터를 제공한다. 여기서, 상기 지지프레임은 상기 여과부재의 테두리 측에 결합되는 복수 개의 프레임을 포함하며, 상기 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적은 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적보다 크다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 수취구는 상기 복수 개의 프레임 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
이때, 상기 수취구가 형성된 프레임의 유로단면적은 이웃하는 프레임의 유로단면적보다 크고, 상기 이웃하는 프레임의 유로단면적은 상기 수취구가 형성된 프레임과 이웃하지 않는 프레임의 유로단면적보다 클 수 있다.
다른 예로서, 상기 수취구는 상기 연결부재 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
또한, 상기 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적과 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적의 비는 1.1:1 ~ 3:1일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 프레임은 제1판과 상기 여과부재의 테두리측이 삽입될 수 있도록 상기 제1판의 양 단부로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제2판을 포함하고, 상기 한 쌍의 제2판의 대향면 상에는 상기 여과부재의 삽입 깊이를 제한하기 위한 구속부재가 돌출형성될 수 있다.
이때, 상기 수취구에 인접한 프레임의 구속부재 사이의 간격은 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 구속부재 사이의 간격보다 작을 수 있다.
일례로, 상기 수취구에 인접한 프레임의 구속부재 사이의 간격과 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 구속부재 사이의 간격의 비는 1:1.1~ 1:1.5일 수 있다.
또한, 상기 제2판의 내면과 상기 여과부재 사이에 접착부재를 수용하는 수용공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 수용공간은 상기 제2판의 단부와 상기 구속부재 사이에 상기 프레임의 길이방향을 따라 돌출형성되는 적어도 하나의 돌출부에 의해 형성되며, 상기 돌출부는 상기 제2판의 내면으로부터 내측으로 일정높이 돌출형성될 수 있다.
이때, 상기 돌출부는 상기 제2판의 단부로부터 상기 구속부재를 향하는 방향을 따라 간격을 두고 이격배치되는 복수 개로 형성되고, 상기 복수 개의 돌출부는 상기 제2판의 단부로부터 상기 구속부재 측으로 갈수록 더 큰 돌출높이를 갖도록 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 수용공간은 상기 제2판 단부측 내면에 상기 프레임의 길이방향을 따라 절개 형성되는 적어도 하나의 단차면을 통해 형성될 수 있다.
이때, 상기 단차면은 서로 다른 높이를 갖는 다단식으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 프레임은 어느 하나의 단부가 다른 하나의 단부에 접하도록 배치되고, 서로 인접하여 상기 지지프레임의 모서리를 구성하는 단부 측에는 상기 유로를 통해 서로 다른 방향으로 유동하는 여과수가 만나는 수집공간이 형성되며, 상기 수집공간은 상기 수취구와 서로 연통될 수 있다.
또한, 상기 수취구는 상기 제1판을 관통형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 연결부재 중 적어도 어느 하나는 서로 이웃하는 여과부재 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절구가 구비될 수 있다.
또한, 상기 연결부재는, 상기 지지프레임의 모서리 측에 결합되는 몸체; 및 소정의 길이를 갖는 체결바가 통과하는 체결공을 갖는 간격조절구;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 간격조절구는 상기 몸체로부터 연장되고 상기 체결공이 관통형성되는 연장판과, 서로 평행하게 배치되는 여과부재와의 간격을 조절할 수 있도록 상기 연장판의 적어도 일면에 일정높이 돌출되는 이격부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 여과부재는, 제1지지체; 및 상기 제1지지체의 양면에 나노섬유로 형성되는 나노섬유웹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 여과부재는 상기 나노섬유웹과 상기 제1지지체 사이에는 배치되는 제2지지체를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 여과부재를 통해 여과된 여과수가 배출되는 적어도 하나의 수취구를 포함하고 평행하게 배열되는 상술한 수처리용 평판형 필터; 서로 평행하게 배열된 상기 복수 개의 수처리용 평판형 필터를 적어도 하나의 체결바를 매개로 고정하는 고정프레임; 및 상기 수처리용 평판형 필터에 각각 구비되는 수취구와 일대일로 매칭되도록 연결되어 상기 각각의 수취구로부터 배출되는 여과수가 포집되는 적어도 하나의 공통수취부재;를 포함하는 수처리용 평판형 필터모듈을 제공한다.
본 발명에 의하면, 지지프레임에 형성되는 유로의 단면적을 수취구와의 거리에 따라 위치별로 다르게 구비함으로써, 여과부재의 영역별 압력의 불균형을 억제할 수 있으므로 여과효율 또는 세척효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 여과부재에서 위치별 압력의 불균형을 억제함으로써, 여과부재의 부분적 파손을 방지하여 사용수명을 향상시킬 수 있으므로 유지보수 비용을 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 지지프레임과 여과부재의 다양한 형태를 단면도 및 지지프레임의 부분 사시도,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 지지프레임의 위치별 형태를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 연결부재를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 연결부재와 지지프레임이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에서 수취구 측으로 유입되는 여과수의 이동경로를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에 적용되는 연결부재를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에 적용되는 연결부재와 지지프레임이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에서 수취구 측으로 유입되는 여과수의 이동경로를 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에 적용되는 수취구의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터모듈을 나타낸 도면, 그리고,
도 17은 도 16에서 고정프레임이 제거된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 분리도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 지지프레임과 여과부재의 다양한 형태를 단면도 및 지지프레임의 부분 사시도,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 지지프레임의 위치별 형태를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 연결부재를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에 적용되는 연결부재와 지지프레임이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터에서 수취구 측으로 유입되는 여과수의 이동경로를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에 적용되는 연결부재를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에 적용되는 연결부재와 지지프레임이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에서 수취구 측으로 유입되는 여과수의 이동경로를 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터의 다른 예에 적용되는 수취구의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터모듈을 나타낸 도면, 그리고,
도 17은 도 16에서 고정프레임이 제거된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 여과부재(110), 지지프레임(120), 및 수취구(140)를 포함한다.
상기 여과부재(110)는 오폐수와 같은 여과대상액에 포함된 이물질들을 여과시키기 위한 것으로, 공지의 여과부재가 사용될 수도 있지만, 제1지지체(111)의 양면에 나노섬유웹(112)이 배치된 판상의 형태일 수 있다.
여기서, 상기 나노섬유웹(112)은 상기 여과대상액이 흡입압력에 의해 통과하는 과정에서 상기 여과대상액에 포함된 이물질들을 걸러내기 위한 것이며, 상기 제1지지체(111)는 상기 나노섬유웹(112)을 지지하고 상기 나노섬유웹(112)에 의해 생산된 여과수가 이동하는 이동통로의 역할을 수행한다.
이때, 상기 여과부재(110)는 상기 나노섬유웹(112)이 상기 제1지지체(111)의 양면에 직접 부착되는 3층 구조로 이루어질 수도 있지만, 상기 나노섬유웹(112)이 제2지지체(113)를 매개로 상기 제1지지체(111)의 양면에 각각 부착되는 5층 구조로 이루어질 수도 있다.
여기서, 상기 제2지지체(113)는 상기 여과부재(110)의 전체적인 두께를 줄일 수 있도록 상기 제1지지체(111)의 두께보다 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 구비될 수 있으며, 상기 제1지지체(111)의 일면에 합지될 수 있다.
이와 같이, 상기 나노섬유웹(112)이 상기 제1지지체(111)에 직접 부착되지 않고 상기 제2지지체(113)를 통해 부착됨으로써 접착력을 향상시키고 용이하게 부착시킬 수 있다.
일례로, 상기 나노섬유웹(112)은 열융착, 초음파 융착, 고주파 융착 등을 통하여 상기 제2지지체(113)를 매개로 상기 제1지지체(111)에 부착될 수 있다.
여기서, 상기 제2지지체(113)는 부착과정에서 일부 또는 전부가 용융되어 상기 제1지지체(111)에 부착될 수 있다.
이때, 상기 나노섬유웹(112)은 열에 의하여 용융되지 않도록 상기 융착과정에서 수행되는 공정온도보다 더 높은 용융온도를 가질 수 있으며, 상기 제2지지체(113)는 상기 융착과정에서 수행되는 공정온도보다 더 낮은 용융온도를 갖도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 여과부재(110)는 상기 제2지지체(113)가 완전히 용융되어 3층구조로 구현될 수도 있고, 상기 제2지지체(113)의 일부만이 용융되어 나노섬유웹(112)과 제1지지체(111) 사이에 잔존함으로써 5층 구조로 구현될 수도 있다. 그러나 상기 여과부재(110)의 구조를 이에 한정하는 것은 아니며, 두 개의 나노섬유웹(112) 사이에 하나 이상의 지지층이 개재되는 형태라면 무방함을 밝혀둔다.
더불어, 상기 제1지지체(111) 및 제2지지체(113)는 상기 나노섬유웹(112)에 의해 생산된 여과수가 이동하는 이동통로의 역할을 수행할 수 있도록 다공성의 기재일 수 있다.
일례로, 상기 제1지지체(111) 및/또는 제2지지체(113)는 통상적으로 사용되는 공지의 직물, 편물 또는 부직포 중 어느 하나일 수 있고, 상기 부직포는 케미컬본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운와 같은 공지된 부직포가 사용될 수 있으며, 부직포의 공경, 기공율, 평량 등은 목적하는 수투과도, 여과효율, 기계적 강도에 따라 달라질 수 있음을 밝혀둔다.
다시 말하면, 상기 제1지지체(111) 및/또는 제2지지체(113)는 그 재질에 있어서 제한이 없으며, 일례로써, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 나일론 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 합성섬유 또는 셀룰로오스계를 포함하는 천연섬유가 사용될 수 있다.
다만, 상기 나노섬유웹(112)과의 결속력 향상을 통한 수처리 공정 적용 중 제1지지체(111) 및/또는 제2지지체(113)와 나노섬유웹(112) 간의 분리를 방지하고, 별도의 접착성분의 사용에 따른 수투과도 저하 등의 문제점을 방지하기 위하여 상기 제1지지체(111) 및 제2지지체(113)는 열융착이 가능한 공지된 저융점 폴리에스테르, 저융점 폴리에틸렌 등 저융점 고분자화합물을 포함할 수 있고, 저융점 폴리에스테르를 초부로 하고 폴리에틸렌테레프탈레이트를 심부로 하는 폴리에스테르계 저융점 복합섬유 및/또는 저융점 폴리에틸렌을 초부로 하고 폴리프로필렌을 심부로 하는 폴리올레핀계 저융점 복합섬유일 수 있다.
여기서, 상기 저융점 고분자화합물의 융점은 60 ~ 180℃일 수 있으며, 상기 제1지지체(111)의 두께는 2 ~ 200㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 적용되는 제2지지체(113)는 상기 제1지지체(111)와 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있지만, 상기 제1지지체(111)와 동일한 재질로 이루어져 합지하는 과정에서 상기 제1지지체(111)와의 부착력을 높일 수 있다.
상기 나노섬유웹(112)은 여과대상액에 포함된 이물질들을 걸러내기 위한 것으로 나노섬유를 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 나노섬유는 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 포함하는 섬유형성성분 및 상기 섬유형성성분의 혼화성을 향상시키는 에멀젼화제를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 섬유형성성분은 친수성이 큰 폴리아크릴로나이트릴(PAN, 이하 PAN으로 호칭함)과 소수성이 매우 큰 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF, 이하 PVDF로 호칭함)를 포함할 수 있다.
상기 PVDF는 재질의 특성상 나노섬유의 기계적 강도, 내화학성을 담보시킬 수 있으며, 상기 PAN은 친수성이 커서 상기 PVDF로 인한 나노섬유의 소수성화를 방지하고 나노섬유의 친수성을 향상시켜 여과부재에 나노섬유가 부착되었을 때 향상된 수투과도를 발현할 수 있게 한다.
한편, 상기 나노섬유웹(112)은 3차원 네트워크 구조의 나노섬유웹을 포함할 수 있다. 일례로, 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 포함하는 섬유형성성분 및 에멀젼화제를 포함하는 나노섬유는 방사면에 대해 수직하여 적층되는데, 방사 중에 공기중에 휘발/증발되지 못한 용매로 인하여 적층된 나노섬유 중 섬유 표면간에 맞닿는 부분에서 융착이 발생하여 3차원 네크워크 구조를 형성할 수 있다.
이와 같은 상기 나노섬유웹(112)은 단층으로 구비될 수도 있고, 다층으로 구비될 수도 있다.
상기 지지프레임(120)은 상기 여과부재(110)의 테두리측에 끼움결합되어 상기 여과부재(110)의 테두리측을 지지함으로써 상기 여과부재(110)가 판상의 형태를 유지할 수 있도록 한다.
이와 같은 지지프레임(120)은 상기 여과부재(111)의 테두리 측에 각각 결합되는 복수 개의 프레임(120a,120b,120c)을 포함한다.
일례로, 상기 복수 개의 프레임(120a,120b,120c)은 어느 하나의 단부가 다른 하나의 단부에 접하도록 상기 여과부재(110)의 테두리 측에 배치될 수 있으며, 상기 여과부재(110)의 모서리 측에 배치되는 연결부재(130)를 통하여 서로 이웃하는 두 개의 프레임의 단부측이 서로 연결될 수 있다(도 2 참조).
그러나 상기 지지프레임의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 여과부재(110)의 형상에 따라 원형, 호형, 다각형 및 이들이 상호 조합된 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 상기 여과부재의 테두리를 전체적으로 감싸는 형태라면 어떠한 형태가 되더라도 무방함을 밝혀둔다.
이때, 상기 지지프레임(120)은 상기 여과부재(110)를 판상의 형태로 지지하는 역할과 함께 상기 나노섬유웹(112)에 의해 생산된 여과수를 외부로부터 제공되는 흡입력을 통해 수취구(140) 측으로 이동시키는 유동경로의 역할을 수행할 수 있다.
이를 위해, 상기 지지프레임(120)을 구성하는 각각의 프레임(120a,120b,120c)은 일측이 개방된 대략 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있으며, 내측에 상기 여과부재(110)로부터 유입된 여과수가 이동하는 유로(123)가 형성될 수 있다(도 3 참조).
구체적으로 설명하면, 상기 복수 개의 프레임(120a,120b,120b)은 판상의 제1판(121)과, 상기 제1판(121)으로부터 상기 제1판(121)과 수직한 방향으로 각각 연장되는 한 쌍의 제2판(122a,122b)을 포함할 수 있다(도 3 내지 도 7 참조).
이를 통해, 상기 여과부재(110)는 테두리 측이 상기 한 쌍의 제2판(122a,122b) 사이에 형성된 공간 측으로 삽입됨으로써 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122a,122b)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 제2판(122a,122b) 사이에 형성된 공간측으로 삽입되는 여과부재(110)의 테두리측은 상기 제1판(121)으로부터 일정거리 이격되도록 삽입될 수 있다.
즉, 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122a,122b)의 대향면 상에는 상기 여과부재(110)의 삽입 깊이를 제한하기 위한 구속부재(124)가 구비될 수 있다(도 3 내지 도 7 참조).
이를 통해, 상기 여과부재(110)의 테두리측이 각각의 프레임(120a,120b,120c)에 체결되는 과정에서 상기 구속부재(124)를 통해 상기 여과부재(110)의 삽입 깊이가 제한됨으로써 상기 여과부재(110)의 테두리측 단부와 상기 제1판(121) 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 여과부재(110)와 프레임(120a,120b,120c)의 결합시 상기 여과부재(110)의 테두리가 항상 상기 제1판(121)과 이격된 상태를 유지함으로써 여과수 또는 세척수와 같은 유체가 이동할 수 있는 유로(123)가 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 구속부재(124)는 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122a,122b)의 대향면 상에 각각 형성될 수도 있지만, 상기 한 쌍의 제2판(122a,122b) 중 어느 하나의 내면에만 형성될 수도 있다. 더불어, 상기 구속부재(124)는 각각의 프레임의 길이방향을 따라 전체적으로 구비될 수도 있고 부분적으로 구비될 수도 있다. 또한, 상기 구속부재(124)가 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122a,122b)의 대향면 상에 각각 형성되는 경우 각각의 구속부재(124)는 소정의 간격을 갖도록 이격배치됨으로써 여과수가 상기 간격을 통해 유로(123) 측으로 이동될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 프레임(120a,120b,120c) 중 어느 하나는 상기 유로(123)와 연통하여 상기 여과부재(110)에 의해 생산되는 여과수를 외부로 배출하기 위한 수취구(140)가 형성된다. 일례로, 상기 수취구(140)는 제1프레임(120a)에 형성될 수 있다(도 10 참조).
여기서, 상기 수취구(140)는 상기 제1프레임(120a)의 임의의 위치에 배치될 수 있지만, 상기 제1프레임(120a)의 대략 중간에 배치됨으로써, 상기 여과부재(110) 측으로 균등한 흡입압력을 제공하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 수취구(140)는 상기 제1프레임(120a)의 몸체와 일체로 형성될 수도 있지만, 상기 제1프레임(120a)의 몸체에 결합공(미도시)이 형성되고 상기 결합공에 소정의 길이를 갖는 수취구(미도시)가 착탈가능하게 결합될 수도 있음을 밝혀둔다.
이로 인해, 펌프(미도시)로부터 제공되는 흡입력에 의해 상기 여과부재(110)의 내부로 이동하면서 이물질이 걸러진 여과수는 상기 복수 개의 프레임(120a,120b,123c)에 형성된 각각의 유로(123)측으로 유입되고 상기 유로(123)를 따라 이동한 후 상기 수취구(140)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
반대로, 역세 공정에서는 외부로부터 제공되는 세척수와 같은 유체가 상기 수취구(140)를 통해 유입된 후 복수 개의 프레임(120a,120b,123c)에 형성된 각각의 유로(123)측으로 공급될 수 있다.
이때, 여과공정시, 제1프레임(120a)은 외부로부터 흡입력이 제공되는 수취구(140)가 구비되기 때문에 흡입압력이 가장 높고, 제2프레임(120b) 및 제3프레임(120c)은 수취구(140)와의 거리가 멀어질수록 흡입압력이 점차적으로 낮아진다.
더불어, 역세공정시, 수취구(140)를 통하여 제공되는 외부로부터 세척수와 같은 유체는 상기 여과부재(110)에 의한 저항력에 기인하여 상기 여과부재(110) 내로 이동하는 것보다 유로(123)를 따라 이동하는 것이 용이하므로, 수취구(140)로부터 가장 멀리 배치된 제3프레임(120c)에서 역세압력이 가장 높고, 순차적으로 수취구(140)와의 거리가 근접할수록 역세압력이 점차적으로 낮아진다.
또한, 여과공정시 수취구(140)로부터 근접한 흡입압력이 높은 부분은 흡입압력이 낮은 부분에 비하여 상기 여과부재(110)에 제거되는 이물질의 양이 더 많다. 이때, 상기 이물질은 상기 여과부재(110)에 부착되어 있기 때문에, 상기 여과부재(110) 내에서 흡입압력이 높은 영역일수록 부착된 이물질의 양이 많고 따라서, 세척수와 같은 유체의 이동에 더 큰 저항요소로 작용한다.
따라서, 역세공정시, 상기 수취구(140)로부터 멀어질수록 세척수와 같은 유체의 이동에 대한 저항력이 작기 때문에 상기 여과부재(110) 내의 역세압력이 증가하고, 상기 수취구(140)에 근접한수록 세척수와 같은 유체의 이동에 대한 저항력이 크기 때문에 상기 여과부재(110) 내의 역세압력이 낮아진다.
이러한 경우, 상기 여과부재(110) 내에서 영역별로 흡입압력 또는 역세압력이 불균일하기 때문에, 여과효율이 감소할 수 있다.
아울러, 흡입압력 또는 역세압력이 높은 영역은 다른 부분에 비하여 나노섬유웹(112)이 제1지지체(111) 또는 제2지지체(113)로부터 박리되는 현상이 빈번하게 발생하여 상기 여과부재(110)의 수명을 단축시킨다.
따라서, 상기 여과부재(110) 내의 영역별로 흡입압력 또는 역세압력의 불균형을 억제할 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 각 프레임(120a,120b,120c)의 유로(123a,123b,123c)가 상이한 단면적을 갖는다. 즉, 상기 유로(123a,123b,123c)와 연통하여 여과수를 외부로 배출하는 수취구(140)가 형성된 제1프레임(120a)의 유로단면적은 상기 수취구(140)에 인접하지 않은 제2프레임(120b) 또는 제3프레임(120c)의 유로단면적보다 크게 형성된다.
이때, 상기 유로(123a,123b,123c)의 높이가 동일하게 형성된 경우, 그 단면적은 유로폭에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 유로폭(wa1,wb1,wc1)을 상이하게 구성함에 따라 유로(123a,123b,123c)의 단면적을 상이하게 구성할 수 있다.
일례로, 수취구(140)가 형성된 제1프레임(120a)의 유로단면적과 상기 수취구(140)에 인접하지 않은 제2프레임(120b) 또는 제3프레임(120c)의 유로단면적의 비는 1.1:1 ~ 3:1일 수 있다. 즉, 유로폭(wa1)과 유로폭(wb1) 또는 유로폭(wc1)의 비는 1.1:1 ~ 3:1일 수 있다.
이를 통해, 기존의 흡입압력이 높은 수취구(140)로부터 근접한 제1프레임(120a)의 유로단면적을 증가시켜 흡입압력을 감소시킴으로써, 상기 여과부재(110) 내의 영역별 압력의 불균형을 억제할 수 있고, 따라서 여과효율을 향상시킬 수 있다.
더불어, 역세공정시, 기존의 역세압력이 높은 수취구(140)로부터 먼 제2프레임(120b) 또는 제3프레임(120c)의 유로단면적을 감소시켜 세척수와 같은 유체의 저항력을 증가시키고, 따라서 역세압력을 감소시킴으로써, 상기 여과부재(110) 내의 영역별 역세압력의 불균형을 억제할 수 있고, 따라서, 세척효율을 향상시킴으로써 여과효율의 저항을 방지할 수 있다.
이에 의해, 상기 여과부재(110)를 통한 여과수의 생산수율을 향상시킬 수 있는 동시에 나노섬유웹(112)의 부분적인 박리 현상을 방지하여 사용수명을 증가시킬 수 있다.
아울러, 상기 복수 개의 프레임(120a,120b,120c)은 상기 유로(123a,123b,123c)의 단면적이 순차적인 크기로 이루어지도록 형성될 수 있다.
일례로, 상기 수취구(140)가 형성된 제1프레임(120a)의 유로단면적은 이웃하는 제2프레임(120b)의 유로단면적보다 크고, 상기 이웃하는 제2프레임(120b)의 유로단면적은 제1프레임(120a)과 이웃하지 않는 제3프레임(120c)의 유로단면적보다 클 수 있다. 즉, 상기 수취구(140)에서 가까울수록 유로단면적이 크고, 상기 수취구(140)로부터 멀어질수록 유로단면적이 작을 수 있다(도 4 내지 도 7 참조).
이에 의해, 상기 수취구(140)로부터의 거리에 따라 복수 개의 프레임(120a,120b,120c)의 흡입압력 또는 역세압력을 순차적으로 감소시킴으로써, 상기 여과부재(110) 내의 영역별 압력의 불균형을 더욱 억제하여 여과효율 또는 세척효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 여과부재(110)와 상기 유로(123)의 통로를 이루는 구속부재(124) 사이의 간격이 작을수록 여과수가 상기 여과부재(110)에서 상기 유로(123)로 이동하는 통로가 감소하여 저항력이 증가하므로 흡입압력을 감소시킬 수 있다.
이때, 역세공정시, 세척수와 같은 유체가 상기 유로(123)에서 상기 여과부재(110)로 이동하는 통로가 감소하여 상기 유로(123)를 통한 경우에 비하여 유속이 빨라지므로 역세압력을 증가시킬 수 있다.
이와 유사하게, 구속부재(124) 사이의 간격이 클수록 상기 여과부재(110)에서 상기 유로(123)로 이동하는 통로가 증가하여 저항력이 감소하므로 흡입압력을 증가시킬 수 있다.
이때, 역세공정시, 세척수와 같은 유체가 상기 유로(123)에서 상기 여과부재(110)로 이동하는 통로가 증가하여 상기 유로(123)를 통한 경우에 비하여 유속이 느려지므로 역세압력을 감소시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 각 프레임(120a,120b,120c)의 구속부재(124a,124b,124c) 사이의 간격(wa2,wb2,wc2)은 상이하게 형성될 수 있다.
일례로, 상기 수취구(140)가 형성된 제1프레임(120a)의 구속부재(124a) 사이의 간격(wa2)은 상기 수취구(140)에 인접하지 않은 제2프레임(120b) 또는 제3프레임(120c)의 구속부재(124b,124c)의 간격(wb2,wc2)보다 작을 수 있다.
이때, 제2프레임(120b)의 구속부재(124b)의 간격(wb2) 및 제3프레임(120c)의 구속부재(124c)의 간격(wc2)은 서로 동일하거나, 제2프레임(120b)의 구속부재(124b)의 간격(wb2)이 제3프레임(120c)의 구속부재(124c)의 간격(wc2)보다 작을 수 있다.
일례로, 수취구(140)가 형성된 제1프레임(120a)의 구속부재(124a) 사이의 간격(wa2)과 제2프레임(120b) 또는 제3프레임(120c)의 구속부재(124b,124c)의 간격(wb2,wc2)의 비는 1:1.1~ 1:1.5일 수 있다.
이에 의해, 상기 수취구(140)로부터의 거리에 따라 복수 개의 프레임(120a,120b,120c)의 흡입압력 또는 역세압력을 더 감소시킴으로써, 상기 여과부재(110) 내의 영역별 압력의 불균형을 더욱 억제하여 여과효율 또는 세척효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 상기 지지프레임(120)의 모서리 측에 결합되는 복수 개의 연결부재(130,130')를 포함할 수 있다.
상기 연결부재(130)는 상기 지지프레임(120)의 모서리측에서 서로 이웃하는 두 개의 프레임(120a,120b;120b,120c)의 단부를 고정할 수 있다.
이를 위해, 상기 연결부재(130)는 서로 이웃하는 프레임(120a,120b;120b,120c)의 단부측이 삽입될 수 있도록 일측이 개방된 몸체(131)를 포함할 수 있다(도 8 및 도 9 참조).
이에 따라, 상기 지지프레임(120)을 구성하는 복수 개의 프레임(120a,120b,120c) 중 서로 인접하는 두 개의 프레임(120a,120b;120b,120c)은 단부측이 각각 상기 몸체(131)의 내부에 삽입됨으로써 상기 몸체(131)에 의해 고정될 수 있다.
일례로, 서로 인접하는 두 개의 프레임(120a,120b) 중 어느 하나의 프레임(120a)의 단부는 상기 몸체(131)의 제1방향으로 삽입되고, 나머지 하나의 프레임(120b)의 단부는 상기 몸체(131)의 제2방향으로 삽입되어 상기 제1방향으로 삽입된 프레임(120a)의 단부와 접하도록 배치될 수 있다(도 9 참조).
이때, 상기 제1방향으로 삽입된 제1프레임(120a)에 형성된 유로(123a)와 상기 제2방향으로 삽입된 제2프레임(120b)에 형성된 유로(123b)는 서로 연통되도록 배치됨으로써 복수 개의 프레임(120a,120b)에 각각 형성된 유로는 모두 연통될 수 있다.
여기서, 상기 제1방향 및 제2방향은 동일 평면상에서 서로 직교하는 방향일 수도 있고, 동일 평면상에서 하나의 직선에 대하여 소정의 각도를 갖도록 기울어진 방향일 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 복수 개의 필터가 서로 평행하게 배열되는 경우, 각각의 여과부재(110)가 간격을 두고 이격배치될 수 있도록 간격조절구(134)가 구비될 수 있다.
이와 같은 상기 간격조절구(134)는 상기 지지프레임(120)을 구성하는 복수 개의 프레임(120a,120b,120c) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수도 있지만, 상기 복수 개의 연결부재(130) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.
일례로, 상기 간격조절구(134)는 체결공(134b)이 형성된 연장판(134a) 및 이격부재(134c)를 포함할 수 있으며, 상기 연결부재(130)의 일측에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 연장판(134a)은 상기 연결부재(130)의 몸체(131)로부터 외측으로 연장될 수 있으며, 체결바(240)가 통과되는 체결공(134b)이 관통형성될 수 있다(도 8 참조).
여기서, 도면에는 상기 체결공(134b)이 상기 연장판(134a)에 원형으로 관통형성되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 체결바(240)의 단면형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 체결공(134b)은 원형, 호형, 다각단면 또는 이들이 조합된 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 이격부재(134c)는 상기 연장판(134a)의 일면으로부터 소정의 두께를 갖도록 일정 높이 돌출될 수 있으며, 상기 이격부재(134c)는 상기 체결공(134b)의 테두리를 전체적으로 둘러싸거나 부분적으로 둘러싸도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 이격부재(134c)는 상기 연장판(134a)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 상기 연장판(134a)의 일면에만 형성될 수도 있으며, 상기 연장판(134a)의 일면으로부터 서로 다른 높이를 갖는 다단구조로 형성될 수도 있다.
여기서, 서로 평행하게 배열되는 복수 개의 여과부재(110) 사이의 간격은 3mm 이상의 간격을 갖도록 배열될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 상기 이격부재(134c)의 높이 또는 두께를 적절하게 변경하여 다양한 간격을 갖도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 복수 개의 평판형 필터(100)가 체결바(240)를 통해 서로 연결되는 경우 각각의 평판형 필터(100)를 완전히 밀착시키더라도 서로 평행하게 배치되는 여과부재(110)는 상기 이격부재(134c)를 통해 간격을 두고 이격될 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 평판형 필터(100)를 평행하게 배치한 후 각각의 체결공(134b)을 통과하도록 체결바(240)를 체결하고 각각의 평판형 필터(100)를 서로 밀착시키게 되면 서로 이웃하게 배치되는 각각의 여과부재(110)는 상기 이격부재(134c)를 통해 소정의 간격으로 이격될 수 있다(도 16 참조).
즉, 복수 개의 평판형 필터(100)를 사용하여 평판형 필터모듈(200)을 구성하는 경우 체결바(240)에 연결된 각각의 평판형 필터(100)들을 서로 밀착시키면 작업자가 일일이 상기 평판형 필터 사이의 간격을 조절하지 않더라도 상기 이격부재(134c)에 의해 여과부재(110) 사이에 균일한 간격이 형성될 수 있으며, 상기 체결바(240)의 양측에 너트와 같은 고정부재를 체결시키게 되면 각각의 여과부재(110) 사이에 형성된 간격이 유지될 수 있다.
이로 인해, 상기 평판형 필터모듈(200)은 각각의 여과부재(110) 양측에 여과대상액이 존재할 수 있음으로써 외부로부터 제공되는 흡입력에 의해 상기 여과부재(110)의 양측에서 여과부재(110)의 내측으로 이동하여 여과수를 생산할 수 있다.
더불어, 반복적인 여과수의 생산작업이 수행된 후 상기 여과부재(110)에 부착된 이물질을 제거하기 위한 역세작업이 수행되는 경우, 외부로부터 공급되는 세척수와 같은 유체의 압력에 의해 상기 여과부재(110)에 부착된 이물질들이 분리된 후 서로 이웃하는 여과부재(110) 사이의 공간으로 낙하할 수 있다.
한편, 상기 지지프레임(120)은 상기 여과부재(110)의 테두리 측에 접착부재(A)를 매개로 고정될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 여과부재(110)와 지지프레임(120) 간의 결합력을 높여 구조적인 강성을 높일 수 있도록 상기 지지프레임(120) 측에 수용공간형성부가 구비될 수 있다.
즉, 상기 지지프레임(120) 측에는 상기 수용공간형성부를 통하여 상기 접착부재(A)를 수용하기 위한 수용공간(127)이 마련됨으로써 충분한 양의 접착부재(A)가 지지프레임(120)과 여과부재(110) 사이에 개재될 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터(100)는 상기 수용공간(127)에 수용된 접착부재(A)와 여과부재(110) 및 지지프레임(120)과의 접착면적을 넓혀줌으로써 결합력을 높이고 기밀성을 높일 수 있다.
이에 따라, 여과부재(110) 측에 존재하는 이물질을 제거하기 위한 역세공정시 외부로부터 고압의 세척수와 같은 유체가 상기 여과부재(110) 측으로 제공된다 하더라도 상기 여과부재(110)의 테두리 측에 결합된 지지프레임(120)이 여과부재(110)로부터 분리되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
더불어, 역세공정시 상기 여과부재(110)와 지지프레임(120)의 향상된 결합력을 통해 더 높은 압력의 세척수와 같은 유체의 공급이 가능하므로 상기 여과부재(110)에 부착된 이물질을 더욱 신속하고 완벽하게 제거할 수 있음으로써 여과효율의 저하를 방지하고 생산수율을 향상시킬 수 있다.
일례로, 상기 접착부재(A)를 수용하기 위한 수용공간(127)은 상기 지지프레임(120)을 구성하는 각각의 프레임(120a,120b,120c)의 내면에 길이방향을 따라 돌출형성되는 돌출부(125)를 통해 형성될 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(125)는 상기 프레임(120a,120b,120c)을 구성하는 제2판(122a,122b)의 단부와 유로(123) 사이에 위치하도록 형성될 수 있으며, 상기 프레임(120a,120b,120c)의 길이방향을 따라 상기 제2판(122a,122b)의 내면으로부터 내측으로 일정높이 돌출될 수 있다.
이에 따라, 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122a,122b) 사이로 상기 여과부재(110)의 테두리측이 삽입되면 상기 여과부재(110)의 일면은 상기 돌출부(125)의 단부와 선접촉되며, 상기 제2판(122a,122b)의 내면에는 상기 돌출부(125)의 높이에 해당하는 여유공간이 형성됨으로써 상기 접착부재(A)를 수용할 수 있는 수용공간(127)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 프레임(120a,120b)의 길이방향을 따라 돌출형성되는 돌출부(125)는 상기 여과부재(110)의 일면과 선접촉하여 여과부재(110)를 지지하는 역할과 함께 외부로부터 공급된 접착부재(A)가 상기 유로(123) 측으로 이동하는 것을 차단하는 역할도 동시에 수행할 수 있다.
여기서, 상기 돌출부(125)의 형성위치는 상기 유로(123)와 제2판(122a,122b)의 단부 사이에 위치한다면 적절하게 변경될 수 있으며, 상기 돌출부(125)가 제2판(122a,122b)의 단부에 비하여 상대적으로 가까울수록 상기 수용공간(127)에 수용되는 접착부재(A)의 양이 늘어남으로써 접착력을 더욱 높일 수 있다.
한편, 상기 돌출부는 상기 제2판(122a,122b)의 내면에 복수 개가 구비될 수 있으며, 복수 개의 돌출부는 상기 프레임(120a,120b,120c)의 길이방향과 평행하도록 이격배치될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 돌출부는 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제2판(122a,122b)의 단부로부터 상기 유로(123) 측으로 갈수록 더 큰 돌출높이를 갖도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 돌출부 중 상기 유로(123)와 가장 근접한 위치에 형성되는 돌출부가 가장 큰 돌출높이를 갖도록 형성됨으로써 상기 여과부재(110)의 삽입시 여과부재(110)의 일면과 접하게 되며, 나머지 돌출부는 상기 여과부재(110)의 일면과 접하지 않고 수용공간(127)에 수용된 접착부재(A)에 의해 파묻히게 된다.
이로 인해, 상기 나머지 돌출부는 상기 접착부재(A)와 일체화됨으로써 상기 여과부재(110)의 테두리로부터 상기 프레임(120a,120b,120c)이 이탈되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
다른 예로서, 상기 접착부재(A)를 수용하기 위한 수용공간(127)은 상기 지지프레임(120)을 구성하는 각각의 프레임(120a',120b',120c')의 내면에 길이방향을 따라 절개형성되는 단차면(126)을 통해 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프레임(120a',120b',120c')은 단차면(126)이 상기 프레임(120a',120b',120c')을 구성하는 제2판(122a,122b)의 단부측 내면에 형성될 수 있으며, 상기 프레임(120a',120b',120c')의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
이에 따라, 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122a,122b) 사이로 상기 여과부재(110)의 테두리측이 삽입되면 상기 여과부재(110)의 일면은 상기 제2판(122a,122b)의 일면 중 상기 단차면(126)을 제외한 나머지 부분과 면접촉되며, 상기 제2판(122a,122b)의 내면에는 상기 단차면(126)의 깊이에 해당하는 여유공간이 형성됨으로써 상기 접착부재(A)를 수용할 수 있는 수용공간(127)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 프레임(120a',120b',120c')은 단차면이 상기 제2판(122a,122b)의 내면에 복수 개로 형성될 수 있고, 상기 복수 개의 단차면은 서로 다른 높이를 갖추고 서로 연결된 다단식으로 형성될 수 있으며, 상기 제2판(122a,122b)의 단부로부터 상기 유로(123) 측으로 갈수록 더 작은 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 단차면 중 상기 유로(123)와 가장 근접한 위치에 형성되는 단차면은 가장 작은 깊이를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제2판(122a,122b)의 단부측에 가장 근접한 위치에 형성되는 단차면은 가장 큰 깊이를 갖도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 수용공간(127) 측으로 접착부재(A)의 주입시 상기 수용공간(127) 측으로 접착부재(A)가 원활하게 유입될 수 있다.
다른 예로서, 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 평판형 필터(100')는 수취구(133)가 복수 개의 연결부재(130',130") 중 적어도 하나에 형성될 수 있다(도 11 참조).
즉, 상기 지지프레임(120)의 모서리에 결합되는 복수 개의 연결부재(130',130") 중 상기 수취구(133)가 형성되지 않은 연결부재(130")는 서로 이웃하는 한 쌍의 프레임을 연결하는 역할만을 수행하는 반면, 상기 수취구(133)가 형성된 연결부재(130')는 상기 수취구(133)를 통하여 생산된 여과수를 외부로 배출하는 배출구의 역할도 함께 수행할 수 있다.
여기서, 상기 수취구(133)는 복수 개의 연결부재 중 어느 하나에만 구비될 수도 있지만, 두 개의 연결부재(130')에 각각 구비됨으로써 상기 여과부재(110) 측으로 균등한 흡입압력을 제공하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 수처리용 평판형 필터(100')는 지지프레임(120')이 상이한 유로단면적을 갖는 복수 개의 프레임(120a",120b",120c")로 이루어진다.
일례로, 상기 수취구(133)에 인접한 제1프레임(120a") 및 제2프레임(120b")는 상기 수취구(133)에 인접하지 않은 제3프레임(120c")보다 유로단면적이 클 수 있다.
이에 의해, 상기 여과부재(110)의 좌우측에 대하여 흡입압력 또는 역세압력을 균등하게 유지하는 동시에 상기 수취구(133)로부터의 거리에 따라 복수 개의 프레임(120a",120b",120c")의 흡입압력 또는 역세압력을 감소시킴으로써, 상기 여과부재(110) 내의 영역별 압력의 불균형을 더욱 억제하여 여과효율 또는 세척효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 수취구(133)와 근접한 제1프레임(120a") 및 제2프레임(120b")의 구속부재(124) 사이의 간격(wa2,wb2)은 상기 수취구(133)에 인접하지 않은 제3프레임(120c")의 구속부재(124)의 간격(wc2)보다 작을 수 있다.
이에 의해, 상기 여과부재(110)의 좌우측에 대하여 흡입압력 또는 역세압력을 균등하게 유지하는 동시에 상기 수취구(133)로부터의 거리에 따라 복수 개의 프레임(120a",120b",120c")의 흡입압력 또는 역세압력을 더 감소시킴으로써, 상기 여과부재(110) 내의 영역별 압력의 불균형을 더욱 억제하여 여과효율 또는 세척효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
더불어, 상기 수취구(133)는 상기 연결부재(130')의 몸체(131)와 일체로 형성될 수도 있지만(도 12 참조), 상기 연결부재(130)의 몸체(131)에 결합공(131a)이 형성되고 상기 결합공(131a)에 소정의 길이를 갖는 수취구(133)가 착탈가능하게 결합될 수도 있음을 밝혀둔다(도 15 참조).
이때, 상기 수취구(133)가 형성된 연결부재(130')는 서로 이웃하는 두 개의 프레임(120a",120b")과의 결합시 상기 두 개의 프레임(120a",120b")에 각각 형성되는 유로(123a)들과 연통되는 수집공간(132)이 형성될 수 있으며, 상기 수집공간(132)은 상기 수취구(133)와 연통되는 위치에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 수집공간(132)은 상기 수취구(133)가 형성된 연결부재(130')와 두 개의 프레임(120a",120b") 간의 결합시 상기 연결부재(130')에 삽입되는 두 개의 프레임(120a",120b")의 단부측에 형성될 수 있으며, 상기 수집공간(132)은 상기 연결부재(130')에 삽입되는 두 개의 프레임 중 어느 하나(120a")의 단부를 절개하여 서로 형합되지 않도록 함으로써 형성될 수 있다(도 13 참조).
이에 따라, 상기 두 개의 프레임(120a",120b") 중 어느 하나의 프레임(120a",120b")에 형성된 유로(123)를 따라 이동한 여과수와 다른 하나의 프레임(120a",120b")에 형성된 유로(123)를 따라 이동한 여과수는 상기 수집공간(132)에서 서로 만나게 되며, 상기 수집공간(132)과 연통된 수취구(133)를 통해 외부로 배출될 수 있다(도 14 참조).
이로 인해, 펌프(미도시)로부터 제공되는 흡입력에 의해 상기 여과부재(110)의 내부로 이동하면서 이물질이 걸러진 여과수는 상기 복수 개의 프레임(120a",120b")에 형성된 각각의 유로(123)측으로 유입되고 상기 유로(123)를 따라 수집공간(132) 측으로 이동한 후 상기 수취구(133)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
반대로, 역세 공정에서는 외부로부터 제공되는 세척수와 같은 유체가 상기 수취구(133)를 통해 유입된 후 수집공간(132)을 경유하여 복수 개의 프레임(120a",120b",120c")에 형성된 각각의 유로(123)측으로 공급될 수 있다.
한편, 상술한 수처리용 평판형 필터(100)는 복수 개가 서로 평행하도록 배열되고 체결바(240)를 매개로 서로 체결됨으로써 모듈화된 하나의 수처리용 평판형 필터모듈(200)로 구성될 수 있다.
일례로, 상기 수처리용 평판형 필터모듈(200)은 도 16에 도시된 바와 같이 상술한 수처리용 평판형 필터(100'), 고정프레임(220) 및 공통수취부재(230)를 포함할 수 있다.
상기 수처리용 평판형 필터(100')는 여과부재(110), 지지프레임(120), 연결부재(130',130"), 및 수취구(133)를 포함할 수 있으며, 여과대상액이 상기 여과부재(110)의 내부로 유입되는 과정에서 이물질이 걸러짐으로써 여과수를 생산하기 위한 것이다.
이와 같은 수처리용 평판형 필터(100')는 복수 개가 서로 평행하도록 배열될 수 있으며, 구체적인 내용은 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 여기서, 수처리용 평판형 필터(100')는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 수처리용 평판형 필터(100')도 동일하게 적용가능함을 밝혀둔다.
상기 고정프레임(220)은 서로 평행하게 배열된 복수 개의 수처리용 평판형 필터(100')를 고정하기 위한 것이다.
이와 같은 고정프레임(220)은 판상의 부재로 이루어질 수도 있지만 여과대상액이 상기 복수 개의 평판형 필터(100')측으로 유입될 수 있도록 프레임구조물로 구비될 수 있다.
일례로, 상기 고정프레임(220)은 상기 복수 개의 평판형 필터(100') 중 최외곽 측에 배치되는 한 쌍의 평판형 필터(100')의 외측에 각각 배치되는 전면프레임(221)과 후면프레임(221)을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 평판형 필터(100')를 상호 연결하기 위한 체결바(240)의 양 단부가 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(221)에 상기 각각 결합될 수 있다(도 17 참조).
여기서, 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(221) 측에는 상기 체결바(240)의 단부측이 삽입되는 체결홀(미도시)이 구비되어 끼움방식으로 삽입될 수도 있고, 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(221)을 관통하는 관통공(미도시)이 구비되어 상기 체결바(240)의 양단부가 통과한 상태에서 별도의 고정부재를 통해 고정될 수도 있다.
이때, 상기 고정프레임(220)의 일측에는 사용자 또는 작업자가 모듈화된 평판형 필터모듈(200)을 용이하게 취부할 수 있도록 별도의 손잡이(223)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(221)을 구성하는 각각의 부재는 소정의 폭과 길이를 갖는 판상의 바일 수도 있고, 'I'빔, 'ㄱ'자 빔일 수도 있으며 각관의 형태로 구비될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터모듈(200)은 복수 개의 평판형 필터(100')가 서로 평행하도록 배열될 수 있으며, 각각의 평판형 필터(100')에 구비되는 여과부재(110)가 이격부재(134c)를 통하여 소정의 간격으로 이격된 상태로 배치될 수 있다.
이에 따라, 외부로부터 제공되는 흡입력, 일례로 하나의 펌프(미도시)로부터 제공되는 흡입력이 각각의 수취구(133)를 통해 복수 개의 평판형 필터(100') 측으로 전달됨으로써 한 번의 공정으로 복수 개의 평판형 필터(100')에서 개별적으로 여과수를 생산할 수 있다.
이로 인해, 복수 개의 평판형 필터(100')를 통해 동시에 여과수를 대량으로 생산할 수 있으며, 여과수의 생산효율을 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터모듈(200)은 상기 평판형 필터(100')가 복수 개로 구비되는 경우, 상기 각각의 평판형 필터(100')에 구비되는 수취구(133) 측으로 동시에 흡입력을 제공하고 각각의 평판형 필터(100')에서 생산된 여과수를 하나로 통합하기 위한 공통수취부재(230)가 구비될 수 있다(도 16 참조).
즉, 상기 공통수취부재(230)는 튜브(250)를 매개로 각각의 수취구(133)와 연결됨으로써 외부로부터 제공되는 흡입력이 상기 공통수취부재(230)를 통해 각각의 평판형 필터(100') 측으로 전달되고, 전달된 흡입력을 통해 각각의 평판형 필터(100')에서 여과수가 개별적으로 생산되며, 각각의 평판형 필터(100')에서 생산된 여과수가 흡입력에 의해 상기 수집공간(132) 및 수취구(133)를 경유하여 공통수취부재(230) 측으로 통합될 수 있다.
이와 같은 공통수취부재(230)는 하나로 구비될 수도 있지만, 각각의 평판형 필터(100')에 수취구(133)가 2개로 구비되는 경우 상기 수취구(133)의 개수와 대응되도록 두 개로 구비되어 각각의 수취구(133)와 일대일로 연결될 수 있다.
이를 위해, 상기 공통수취부재(230)는 각각의 수취구(133)와 튜브(250)를 매개로 연결되는 유입구(232)를 갖는 본체(231)와, 각각의 평판형 필터(100')들로부터 상기 본체(231)로 유입된 여과수를 외부로 배출하거나 외부로부터 제공되는 흡입력을 상기 수취구(133) 측으로 제공하는 배출구(233)를 포함한다.
상기 본체(231)는 각각의 평판형 필터(100')에 구비되는 수취구(133)들로부터 유입되는 여과수가 일시적으로 모일 수 있도록 저장공간(234)이 형성될 수 있다.
상기 유입구(232)는 상기 수취구(133)와 연결되어 상기 수취구(133)로부터 배출되는 여과수를 상기 본체(231)의 저장공간(234) 측으로 유입시키는 역할을 수행한다.
이때, 상기 유입구(232)는 복수 개의 수취구(133)와 각각 연결될 수 있도록 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 유입구(232)는 상기 복수 개의 수취구(133)와 서로 일대일로 매칭되도록 연결될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 유입구(232)는 상기 수취구(133)와 튜브(250)를 매개로 일대일로 연결될 수도 있지만, 상기 복수 개의 수취구(133)가 공통수취부재(230)에 직접 연결되는 형태일 수도 있다.
한편, 상기 유입구(232) 및 수취구(133)가 튜브를 매개로 연결되는 경우 상기 공통수취부재(230)는 상기 고정프레임(220)의 길이 중간부에 위치하도록 배치될 수 있다.
이는, 상기 수취구(133)와 유입구(232) 간의 간격이 너무 좁을 경우 튜브(250)를 연결하는 과정에서 상기 튜브(250)가 구부러져 여과수의 흐름을 방해하는 것을 미연에 방지하기 위함이다.
상기 배출구(233)는 상기 유입구(232)를 통하여 상기 저장공간(234)으로 유입된 여과수를 외부, 일례로 여과수 저장탱크(미도시) 측으로 배출시키는 역할을 수행할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 수처리용 평판형 필터모듈(200)은 공지의 오폐수 처리시스템에 적용될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,100' : 수처리용 평판형 필터 110 : 여과부재
111 : 제1지지체 112 : 나노섬유웹
113 : 제2지지체 120,120' : 지지프레임
120a,120b,120c,120a',120b',120c' : 프레임
121 : 제1판 122a,122b : 제2판
123 : 유로 124 : 구속부재
125 : 돌출부 126 : 단차면
127 : 수용공간 130,130',130" : 연결부재
131 : 몸체 132 : 수집공간
133,140 : 수취구 134 : 간격조절구
134a : 연장판 134b : 체결공
134c : 이격부재 200 : 수처리용 평판형 필터모듈
220 : 고정프레임 221 : 전면프레임
222 : 후면프레임 223 : 손잡이
230 : 공통수취부재 231 : 본체
232 : 유입구 233 : 배출구
234 : 저장공간 240 : 체결바
250 : 튜브
111 : 제1지지체 112 : 나노섬유웹
113 : 제2지지체 120,120' : 지지프레임
120a,120b,120c,120a',120b',120c' : 프레임
121 : 제1판 122a,122b : 제2판
123 : 유로 124 : 구속부재
125 : 돌출부 126 : 단차면
127 : 수용공간 130,130',130" : 연결부재
131 : 몸체 132 : 수집공간
133,140 : 수취구 134 : 간격조절구
134a : 연장판 134b : 체결공
134c : 이격부재 200 : 수처리용 평판형 필터모듈
220 : 고정프레임 221 : 전면프레임
222 : 후면프레임 223 : 손잡이
230 : 공통수취부재 231 : 본체
232 : 유입구 233 : 배출구
234 : 저장공간 240 : 체결바
250 : 튜브
Claims (21)
- 다공성의 제1지지체 및 상기 제1지지체의 양면에 형성되는 나노섬유웹을 각각 구비하되, 상기 제1지지체는 여과대상액이 상기 나노섬유웹을 통과하면서 이물질이 필터링된 여과수에 대한 이동통로로 작용하며, 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되는 여과부재;
상기 여과부재를 지지할 수 있도록 상기 여과부재의 일단 측이 내부로 삽입되는 지지프레임;
상기 지지프레임의 모서리측에 결합되는 복수 개의 연결부재; 및
유로와 연통하여 상기 여과수를 외부로 배출하기 위한 수취구;를 포함하고,
상기 지지프레임은 상기 여과부재의 테두리 측에 결합되는 복수 개의 프레임을 포함하며,
상기 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적은 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적보다 크며,
상기 복수 개의 프레임은 상기 여과부재의 일단이 제1판의 내측면과 이격되면서 형성되는 공간인 상기 유로를 내부에 포함하며,
상기 지지프레임은 제1판과 상기 여과부재의 일단 측이 삽입될 수 있도록 상기 제1판의 양 단부로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제2판을 포함하고,
상기 제1지지체의 일단이 상기 지지프레임 내부에서 상기 유로를 향해 노출됨에 따라, 상기 공간은 상기 제1지지체의 일단으로부터 상기 여과수가 유입되어 흐르는 유로로 작용하는 수처리용 평판형 필터. - 제1항에 있어서,
상기 수취구는 상기 복수 개의 프레임 중 어느 하나에 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제2항에 있어서,
상기 수취구가 형성된 프레임의 유로단면적은 이웃하는 프레임의 유로단면적보다 크고, 상기 이웃하는 프레임의 유로단면적은 상기 수취구가 형성된 프레임과 이웃하지 않는 프레임의 유로단면적보다 큰 수처리용 평판형 필터. - 제1항에 있어서,
상기 수취구는 상기 연결부재 중 적어도 어느 하나에 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제1항에 있어서,
상기 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적과 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적의 비는 1.1:1 ~ 3:1인 수처리용 평판형 필터. - 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 제2판의 대향면 상에는 상기 여과부재의 삽입 깊이를 제한하기 위한 구속부재가 돌출형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제6항에 있어서,
상기 수취구에 인접한 프레임의 구속부재 사이의 간격은 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 구속부재 사이의 간격보다 작은 수처리용 평판형 필터. - 제7항에 있어서,
상기 수취구에 인접한 프레임의 구속부재 사이의 간격과 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 구속부재 사이의 간격의 비는 1:1.1~ 1:1.5인 수처리용 평판형 필터. - 제6항에 있어서,
상기 제2판의 내면과 상기 여과부재 사이에 접착부재를 수용하는 수용공간이 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되는 여과부재;
상기 여과부재를 지지할 수 있도록 상기 여과부재의 테두리 측에 끼움결합되고, 상기 여과부재를 통해 생산된 여과수가 유입되어 이동하는 유로가 형성되는 지지프레임;
상기 지지프레임의 모서리측에 결합되는 복수 개의 연결부재; 및
상기 유로와 연통하여 상기 여과수를 외부로 배출하기 위한 수취구;를 포함하고,
상기 지지프레임은 상기 여과부재의 테두리 측에 결합되는 복수 개의 프레임을 포함하며,
상기 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적은 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적보다 크고,
상기 복수 개의 프레임은 제1판과 상기 여과부재의 테두리측이 삽입될 수 있도록 상기 제1판의 양 단부로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제2판을 포함하고, 상기 한 쌍의 제2판의 대향면 상에는 상기 여과부재의 삽입 깊이를 제한하기 위한 구속부재가 돌출형성되고,
상기 제2판의 내면과 상기 여과부재 사이에 접착부재를 수용하는 수용공간이 형성되며,
상기 수용공간은 상기 제2판의 단부와 상기 구속부재 사이에 상기 프레임의 길이방향을 따라 돌출형성되는 적어도 하나의 돌출부에 의해 형성되며, 상기 돌출부는 상기 제2판의 내면으로부터 내측으로 일정높이 돌출형성되고,
상기 돌출부는 상기 제2판의 단부로부터 상기 구속부재를 향하는 방향을 따라 간격을 두고 이격배치되는 복수 개로 형성되고, 상기 복수 개의 돌출부는 상기 제2판의 단부로부터 상기 구속부재 측으로 갈수록 더 큰 돌출높이를 갖도록 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제9항에 있어서,
상기 수용공간은 상기 제2판의 단부와 상기 구속부재 사이에 상기 프레임의 길이방향을 따라 돌출형성되는 적어도 하나의 돌출부에 의해 형성되며, 상기 돌출부는 상기 제2판의 내면으로부터 내측으로 일정높이 돌출형성되고,
상기 돌출부는 상기 제2판의 단부로부터 상기 구속부재를 향하는 방향을 따라 간격을 두고 이격배치되는 복수 개로 형성되고, 상기 복수 개의 돌출부는 상기 제2판의 단부로부터 상기 구속부재 측으로 갈수록 더 큰 돌출높이를 갖도록 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제9항에 있어서,
상기 수용공간은 상기 제2판 단부측 내면에 상기 프레임의 길이방향을 따라 절개 형성되는 적어도 하나의 단차면을 통해 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제12항에 있어서,
상기 단차면은 서로 다른 높이를 갖는 다단식으로 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제6항에 있어서,
상기 복수 개의 프레임은 어느 하나의 단부가 다른 하나의 단부에 접하도록 배치되고, 서로 인접하여 상기 지지프레임의 모서리를 구성하는 단부 측에는 상기 유로를 통해 서로 다른 방향으로 유동하는 여과수가 만나는 수집공간이 형성되며, 상기 수집공간은 상기 수취구와 서로 연통되는 수처리용 평판형 필터. - 제6항에 있어서,
상기 수취구는 상기 제1판을 관통형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 연결부재 중 적어도 어느 하나는 서로 이웃하는 여과부재 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절구가 구비되는 수처리용 평판형 필터. - 제16항에 있어서,
상기 연결부재는,
상기 지지프레임의 모서리 측에 결합되는 몸체; 및
소정의 길이를 갖는 체결바가 통과하는 체결공을 갖는 간격조절구;를 포함하는 수처리용 평판형 필터. - 제17항에 있어서,
상기 간격조절구는 상기 몸체로부터 연장되고 상기 체결공이 관통형성되는 연장판과, 서로 평행하게 배치되는 여과부재와의 간격을 조절할 수 있도록 상기 연장판의 적어도 일면에 일정높이 돌출되는 이격부재를 포함하는 수처리용 평판형 필터. - 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되는 여과부재;
상기 여과부재를 지지할 수 있도록 상기 여과부재의 테두리 측에 끼움결합되고, 상기 여과부재를 통해 생산된 여과수가 유입되어 이동하는 유로가 형성되는 지지프레임;
상기 지지프레임의 모서리측에 결합되는 복수 개의 연결부재; 및
상기 유로와 연통하여 상기 여과수를 외부로 배출하기 위한 수취구;를 포함하고,
상기 지지프레임은 상기 여과부재의 테두리 측에 결합되는 복수 개의 프레임을 포함하며,
상기 수취구에 인접한 프레임의 유로단면적은 상기 수취구에 인접하지 않은 프레임의 유로단면적보다 크고,
상기 복수 개의 프레임은 제1판과 상기 여과부재의 테두리측이 삽입될 수 있도록 상기 제1판의 양 단부로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제2판을 포함하고, 상기 한 쌍의 제2판의 대향면 상에는 상기 여과부재의 삽입 깊이를 제한하기 위한 구속부재가 돌출형성되며,
상기 제2판의 내면과 상기 여과부재 사이에 접착부재를 수용하는 수용공간이 형성되며,
상기 수용공간은 상기 제2판 단부측 내면에 상기 프레임의 길이방향을 따라 절개 형성되는 적어도 하나의 단차면을 통해 형성되고,
상기 단차면은 서로 다른 높이를 갖는 다단식으로 형성되는 수처리용 평판형 필터. - 제1항에 있어서,
상기 여과부재는 상기 나노섬유웹과 상기 제1지지체 사이에는 배치되는 제2지지체를 더 포함하는 수처리용 평판형 필터. - 여과부재를 통해 여과된 여과수가 배출되는 적어도 하나의 수취구를 포함하고 평행하게 배열되는 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 수처리용 평판형 필터;
서로 평행하게 배열된 상기 복수 개의 수처리용 평판형 필터를 적어도 하나의 체결바를 매개로 고정하는 고정프레임; 및
상기 수처리용 평판형 필터에 각각 구비되는 수취구와 일대일로 매칭되도록 연결되어 상기 각각의 수취구로부터 배출되는 여과수가 포집되는 적어도 하나의 공통수취부재;를 포함하는 수처리용 평판형 필터모듈.
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|---|---|---|---|
| KR1020160133606A KR102602668B1 (ko) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 수처리용 평판형 필터 및 이를 포함하는 평판형 필터모듈 |
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