KR20030003183A - 심층여과카트리지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원수가 유입, 배출되는 원통형 여재수납케이스와; 상기 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발과; 상기 여재수납케이스의 양단에 결합되며, 상기 여재다발의 보조끈이 복수개 연결결합되어 상기 여재다발을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치로 구성되어, 원수내의 부유물을 심층여과시키는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지에 관한 것이다.
상기 심층여과를 위하여 본 발명은 서로 길이가 다른 여재다발을 배열내삽시키거나, 원뿔형 여재수납케이스를 이용하거나, 또는 여재수납케이스를 압착시키는 압착수단에 의하여 여재공극의 밀도 또는 크기를 조정시킨다.
본 발명에 의하여, 유입부에서 배출부로 갈수록 여재밀도가 커져, 여층내의 모든 공간이 입자포획공간으로 활용되고, 각 부위에 따라 여과되는 부유물의 크기가 달라 부유물이 심층여과되는 심층여과카트리지가 제공되는 이점이 있다.
Description
본 발명은 원수가 유입, 배출되는 원통형 여재수납케이스와; 상기 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발과; 상기 여재수납케이스의 양단에 결합되며, 상기 여재다발의 보조끈이 복수개 연결결합되어 상기 여재다발을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치로 구성되어, 원수내의 부유물을 심층여과시키는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지에 관한 것이다.
상기 심층여과를 위하여 본 발명은 서로 길이가 다른 여재다발을 배열내삽시키거나, 원뿔형 여재수납케이스를 이용하거나, 또는 여재수납케이스를 압착시키는 압착수단에 의하여 여재공극의 밀도 또는 크기를 조정시키는 심층여과카트리지에 관한 것이다.
일반적으로, 여과장치의 운전은 여과와 역세척으로 이루어 진다.
여과란 넓은 의미에서 유체 속의 현탁고체와 액체입자를 분리시키는 조작을 의미하며, 좁은 의미에서는 물과 같은 액체 중의 고체입자를 분리하기 위한 조작으로서, 고체입자를 포함한 액체혼합물을 다공성 여과재를 지나게 하여, 고체는 여과재의 표면이나 내부에 퇴적시키고, 액체는 투과시켜 양자를 분리시키는 기계조작을 의미한다.
이하 본 발명의 여과는 좁은 의미의 여과를 예로들어 설명하기로 하나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 좁은 의미의 여과란 부유물이 함유되어 여과 필요성이 있는 액체(이하 '원수'라 한다)의 수중의 미립자, 조류 등의 부유물을 여과재(이하, '여재'라 약칭한다)로 충진된 여과층(이하, '여층'이라 약칭한다)에서 확산, 차단, 관성충돌, 침전, 응집 및 흡착 등과 같이 물리·화학적 조작에 의해 포획·제거시키는 공정이다.
여과 과정에서 여재로 충진된 여층에는 부유물의 침적이 발생되며, 이에의해 여층의 공극이 감소되어, 여과저항이 발생된다.
상기 여과저항은 여과효율을 저하시키므로 여층내 여재는 역세척 과정이 필요 하게 된다.
따라서 여과장치의 성능은 여과와 역세척 공정에 의하여 평가되는데, 자세하게는 부유물질 제거효율 및 제거입경의 크기, 여과속도, 여과지속 시간, 역세척 빈도, 역세척 수량, 역세척 시간 등에 의해 결정된다.
상기의 여재는 모래, 안스라사이트, 활성탄, 점토류, 분쇄 자철광, 석류석, 불활성 메디아 등과 같은 입자상 물질이 주로 사용되나, 이러한 여재는 여과장치와 설치면적이 매우 큰 문제점이 있다.
또한 여과시 수중입자의 포획공간이 표층 부근에 한정되어 있을 뿐만 아니라 여재의 특성상 고정 세공구조를 갖고 있기 때문에 수중의 부유물질로 인한 여층의 공극 감소나 공극폐색이 자주 발생되며, 여과저항으로 인한 압력손실이 증가하게 되기 때문에 여층내 여재의 역세척 빈도가 증가되고, 여과속도가 감소되는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래방식의 문제점을 해결하기 위해서 선출원된 회전 역세식 정밀 여과장치(출원번호 : 10-1997-023068)가 소개되었는데, 상기 발명은 다공 드럼 회전체의 측면에 방사상으로 부착된 섬유사 필터의 한쪽 끝을 압력 용기벽에 고정된 회전 스프링에 부착시켜, 드럼의 역·정회전을 통하여 여과 및 역세척하는 구조이다.
그러나, 상기 여과장치는 마찰로 인한 섬유사 필터의 훼손이 심하고 입자 포획공간이 적어 여과지속시간이 짧으므로 역세척 빈도가 잦으며, 원수의 수질변동에 대한 대처가 어려운 문제점이 있다.
그리고, 원수의 공급압력에 의해 섬유사 필터가 압착되어 여과되고, 가압공기와 역세척 수압에 의해 이완되어 역세척되는 여과장치인 가변 필터층을 갖는 영구여과장치(출원번호 : 특1998-0405542)가 개발되었으나 이 방법 또한 피스톤내 압착과 이완이 반복되는 과정에서 여재인 섬유사의 엉킴과 훼손이 심할 뿐만 아니라 여과조작시 여층 형성이 단층인 관계로 입자 포획공간과 입자 포획량이 적어 여과지속시간이 짧고 역세척 빈도가 잦으며 여과속도가 크지 않을 뿐만 아니라 공급원수의 수질변화에 대처가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 섬유사 필터의 수명이 오래가고, 입자 포획공간이 크며, 여과지속시간이 길고, 역세척이 용이하며, 원수의 수질변동에 대한 대처가 간편한 심층여과카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉 본 발명은 배출부와 유입부의 여재 공극밀도가 달라 각 부위별 포획입자의 크기가 구분되는 심층여과카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 역세척시 부유물의 세척이 쉬운 심층여과카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 따른 심층여과카트리지의 단면도
도2는 본 발명의 다른 기술적 요지인 심층여과카트리지의 단면도
도3은 본 발명의 또 다른 기술적 요지인 심층여과카트리지의 단면도
도4는 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도
*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*
1 : 여재다발 3 : 여재수납케이스
32 : 외통
5 : 압착수단 51 : 고압공기 분사노즐
6 : 여재고정장치 61 : 유입부 여재고정장치
62 : 배출부 여재고정장치
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 원수가 유입, 배출되는 원통형 여재수납케이스와; 상기 여재수납케이스에 내삽되어 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발과; 상기 여재수납케이스의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치와 배출부 여재고정장치로 구분되며, 상기 여재다발의 보조끈이 결합되어 상기 여재다발을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치로 구성되어, 상기 여재수납케이스에 서로 길이가 다른 여재다발들이 내삽되어 여층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지를 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 여재다발은 상기 배출부 여재고정장치에 내삽된 여재다발 전부가 밀착되게 결합되어, 배출부로 갈수록 평균여재밀도가 커지는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지로 되는 것이 바람직 하다.
본 발명은 또한 사다리꼴 단면을 가지는 원뿔형 케이스로서, 넓은 원주면이 원수의 유입부가 되고, 좁은 원주면이 배출부가 되는 여재수납케이스와; 상기 여재수납케이스에 내삽되어 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발과; 상기 여재수납케이스의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치와 배출부 여재고정장치로 구분되며, 상기 여재다발의 보조끈이 연결결합되어 상기 여재다발을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치로 구성되어, 상기 여재수납케이스의 유입부에서는 넓은 내경에 의해 낮은 여재밀도를 가지고, 배출부에서는 좁은 내경에 의해 높은 여재밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지로 되는 것이 바람직 하다.
그리고 본 발명은 원수가 유입, 배출되는 원통으로서, 구부려지는 유연한 재질로 된 여재수납케이스와; 상기 여재수납케이스에 내삽되어 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발과; 상기 여재수납케이스의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치와 배출부 여재고정장치로 구분되며, 상기 여재다발의 보조끈이 연결결합되어 상기 여재다발을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치와; 상기 여재수납케이스 측면 또는 정면에서 상기 여재수납케이스를 선택적으로 압착시키는 압착수단으로 구성되어, 원수의 오염도에 따라서 상기 압착수단으로 상기 여재수납케이스를 압착시켜 상기 여재수납케이스 내부의 여재밀도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지로 되는 것을 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 압착수단은 상기 여재수납케이스의 측면 또는 정면에 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지로 되는 것이 바람직 하다.
그리고 상기 압착수단은 상기 여재수납케이스를 밀폐된 외통에 삽입시키고,상기 외통으로 내입되는 고압공기 분사노즐을 통하여 분사되는 공기압인 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지로 되는 것이 바람직 하다.
이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명에 따른 심층여과카트리지의 단면도이고, 도2는 본 발명의 다른 기술적 요지인 심층여과카트리지의 단면도이며, 도3은 본 발명의 또 다른 기술적 요지인 심층여과카트리지의 단면도이며, 도4는 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 여재수납케이스(3)와 여재다발(1)과 여재고정장치(6)로 구성된다.
이하 도1과 함께 본 발명에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.
도1의 상기 여재수납케이스(3)는 원수가 유입, 배출되는 원통형 케이스이다.
상기 여재수납케이스(3)는 반드시 원통형으로 구성되는 것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 원수는 수중에 부유물(슬러지)이 내포되어 정수 필요성이 있는 물을 의미한다.
상기 여재다발(1)은 양단이 보조끈(12)에 의하여 묶어있는 섬유다발로 구성된다.
상기 섬유다발내로 원수가 흐르면서 수중의 부유물이 섬유에 여과되어 물이 정수되도록 한다.
상기 여재고정장치(6)는 여재수납케이스(3)의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치(61)와 배출부 여재고정장치(62)로 구분된다.
상기 여재다발(1)은 여재수납케이스(3)의 내부에 복수개 내삽되며 상기 여재고정장치(6)에 보조끈(12)을 결합시켜 고정시킨다.
상기 여재고정장치(6)는 상기 여재수납케이스(3)의 양단에 결합되며, 상기 여재다발(1)의 보조끈(12)이 복수개 연결결합되어 상기 여재다발(1)을 여재수납케이스(3) 내부에 복수개 고정지지 시키는 장치이다.
상기 여재고정장치(6)는 원수가 통과되는 데 장애가 되지 않도록 다공판으로 되는 것이 바람직 하다.
본 발명에서는 상기 여재수납케이스(3)에는 서로 길이가 다른 여재다발(1)들이 균등 내삽되어 여층을 형성시킨다.
이에 의해, 상기 여재수납케이스(3)의 유입부에서는 긴 여재다발의 단부가 흩어져 여층을 형성시키고, 배출부로 갈수록 여재다발들이 압착되어 여층을 형성시킴으로써, 유입부와 배출부의 여재밀도가 달라진다.
이때, 여재다발(1)들의 한쪽끝은 보조끈(12)을 늘어뜨려 모두 유입부 여재고정장치(61)에 연결 결합시키고, 타측끝은 여재다발(1)이 배출부 여재고정장치(62)에 닿도록 연결시켜 유출부에서 배출부로 여재밀도가 선형적으로 변화되도록 하는 것이 바람직 하다.
이상 설명한 본 발명의 구성에 의하면, 유입부에서 배출부로 갈수록 여재밀도 즉, 여재충전율이 높아져, 부유물을 포획시킬 수 있는 공극의 크기가 배출부로 갈수록 작아짐에 따라, 유입부에는 큰 입자의 부유물이 걸려지고, 배출부에는 작은 입자의 부유물이 걸려지게 된다.
자세하게는 여재수납케이스(3)의 유입부로 원수가 유입되면 여재밀도가 낮은 유입부에서는 큰 부유물이 걸려지고, 여재밀도가 높은 배출부에서는 작은 부유물들이 걸려지게 되어, 부유물의 크기에 따라 정수되는 부위가 선택적으로 결정되는 즉, 심층여과(여과입자의 크기별로 분급되어 여과되는 것을 의미함)되는 여과기가 제공되게 된다.
즉, 본 발명에 의하면, 원수가 유입되면서 비교적 큰 부유물은 큰공극이 형성된 유입부 부분에서 주로 포획되고 배출부로 진행될 수록 점점 작은 부유물들이 포획되므로 여재수납케이스(3)의 내부 길이방향을 따라 걸려지는 부유물이 심층여과됨으로서, 실질적인 입자의 포획공간인 여층이 여재길이 전체에 형성되는 이점이 있다.
이러한 심층여과는 여재다발(1)의 세척효과를 크게 개선시키기도 하는데, 자세하게는 원수와 역방향으로 세척수 또는 고압공기를 단독 또는 동시에 혼합하여 고압분사시키면, 작은 부유물에서 큰 부유물의 순서로 유입부를 통하여 배출되게 된다.
상기 세척수등은 여층의 공극이 작은 것에서 공극이 큰 것의 방향으로 흐르므로 부유물에 의한 압력저항이 발생되지 않아 상기의 세척과정은 쉽게 이루어진다.
이와 같은 여재다발(1)의 세척효과는 여재의 수명을 지속시킬 뿐만 아니라, 원수의 처리효율을 상승시키게 된다.
이하 본 발명의 다른 기술적 요지를 도2와 함께 살펴보기로 한다.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명은 여재수납케이스(3)와 여재다발(1)과 여재고정장치(6)로 구성된다.
도2에 도시된 본 발명의 특징은 사다리꼴 단면을 가지는 원뿔형 케이스로서, 넓은 원주면이 원수의 유입부가 되고, 좁은 원주면이 배출부가 되는 여재수납케이스이다.
상기 여재수납케이스(3)에는 여재다발(1)이 여재고정장치(6)에 의하여 고정되어 내삽된다.
상기 여재다발(1)은 같은 길이를 가지는 것이 바람직 하나, 상기한 본 발명과 같이 길이가 다른 여재다발들을 균등배열시키는 것도 바람직 하다.
상기 원뿔형 케이스로 된 여재수납케이스(3)에 의하여 내삽된 여재다발(1)은 배출부의 좁은 내경에 의하여 압착되어 작은 공극이 형성되고, 유입부에서는 넓은 내경에 의하여 큰 공극이 형성된다.
즉, 도2의 본 발명에 의하면 여재의 공극 크기가 배출부로 갈수록 작아지는 심층여과카트리지가 제공된다.
상기 심층여과카트리지의 유입부로 원수를 흘리면, 배출부로 갈수록 작아지는 공극의 크기에 의하여 부유물이 심층여과되며, 세척시에 배출부로 고압의 세척수등을 유입시키면, 심층여과된 부유물이 막힘없이 세척된다.
이하 도3과 함께 본 발명의 또 다른 실시예에 관하여 살펴보기로 한다.
도3의 본 발명은 원수가 유입, 배출되는 원통으로서, 구부려지는 유연한 재질로 된 여재수납케이스(3)를 특징으로 하며, 여재다발(1)과 여재고정장치(6)와 압착수단(5)으로 구성된다.
자세하게는 상기 여재수납케이스(3)는 원수가 유입, 배출되는 원통으로서, 구부려지는 유연한 재질로 구성된다.
상기 여재수납케이스(3) 내에는 여재다발(1)이 여재고정장치(6)에 의하여 내삽고정된다.
상기 여재고정장치는 여재수납케이스(3)의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치(61)와 배출부 여재고정장치(62)로 구분된다.
도3의 상기 압착수단(5)은 상기 여재수납케이스(3) 측면 또는 정면에서 상기 여재수납케이스(3)를 선택적으로 압착시키는 장치이다.
상기 장치는 제어신호에 의하여 이동되는 봉 또는 바이트로 구성되는데 종래의 기술방식으로 구성하는데 힘들지 않는 기술수준의 것이며 일군을 이루는 본 발명의 기술적 요지에 벗어나는 내용이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도3의 본 발명은 여재의 충진율 즉, 공극의 크기가 동일하거나 분할된 심층여과카트리지에 기계적인 수단으로 선택적인 만곡부(압착 또는 굴곡부위)를 형성시킴으로써, 여과 필요성에 따라 여재의 충진율을 가변시키는 것이다.
즉, 압착수단(5)의 가동없이 통상의 여과를 실시하기도 하며, 원수의 오염도나 부유물의 입도분포 특성에 따라 심층여과의 필요성이 있는 경우에는 압착수단(5)을 가동시켜 상기 여재수납케이스(3)를 압착 또는 굴곡시킴으로써 만곡부를 형성시켜, 내부의 공극의 크기에 변화를 가하여 부유물이 심층여과 되도록 하는 것이다.
도3의 본 발명에 의하여 여재의 충진율은 유입부에서 배출부로 갈수록 높거나 동일한 카트리지에 1개소 이상의 만곡부가 형성되어, 원수가 여재를 가로지르면서 심층여과되어 여과효율이 향상되고, 세척시에는 만곡부를 없앰으로서 역세척 효율을 향상시킬 수 있다.
도4는 본 발명의 또 다른 실시예로 상기 압착수단이 공기압에 의하는 것을도시한 것이다.
도4에 도시된 바와 같이 상기 여재수납케이스(3)를 밀폐된 외통(32)에 삽입시키고,상기 외통(32)으로 내입되는 고압공기 분사노즐(51)을 통하여 분사되는 공기압을 압착수단으로 하는 것도 고려할 만 하다.
상기한 본 발명에 의하면 원수를 심층여과시킴과 동시에 원수의 수질에 따라 여과정도를 가변시킬 수 있어 여과속도 및 효율을 증대시킬 수 있다.
이상 설명한 본 발명에 의하여, 섬유사 필터인 여재의 수명이 오래가고, 입자 포획공간이 크며, 여과지속시간이 길고, 역세척이 용이하며, 원수의 수질변동에 대한 대처가 간편한 심층여과카트리지가 제공되는 이점이 있다.
즉, 유입부에서 배출부로 갈수록 여재밀도가 커져, 여층내의 모든 공간이 입자포획공간으로 활용되는 심층여과카트리지가 제공되는 이점이 있다.
그리고, 각 부위에 따라 여과되는 부유물의 크기가 달라 부유물이 심층여과되는 심층여과카트리지가 제공되는 이점이 있다.
또한, 심층여과로 인하여 역세척시 부유물의 세척이 쉬운 심층여과카트리지가 제공되는 이점이 있다.
Claims (5)
- 원수가 유입, 배출되는 원통형 여재수납케이스(3)와;상기 여재수납케이스(3)에 내삽되어 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발(1)과;상기 여재수납케이스(3)의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치(61)와 배출부 여재고정장치(62)로 구분되며, 상기 여재다발의 보조끈이 결합되어 상기 여재다발을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치(6)로 구성되어,상기 여재수납케이스(3)에 서로 길이가 다른 여재다발(1)들이 내삽되어 배출부로 갈수록 평균여재밀도가 커지는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지.
- 사다리꼴 단면을 가지는 원뿔형 케이스로서, 넓은 원주면이 원수의 유입부가 되고, 좁은 원주면이 배출부가 되는 여재수납케이스(3)와;상기 여재수납케이스(3)에 내삽되어 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발(1)과;상기 여재수납케이스(3)의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치(61)와 배출부 여재고정장치(62)로 구분되며, 상기 여재다발의 보조끈이 연결결합되어 상기 여재다발(1)을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치(6)로 구성되어,상기 여재수납케이스(3)의 유입부에서는 넓은 내경에 의해 낮은 여재밀도를 가지고, 배출부에서는 좁은 내경에 의해 높은 여재밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지.
- 원수가 유입, 배출되는 원통으로서, 구부려지는 유연한 재질로 된 여재수납케이스(3)와;상기 여재수납케이스(3)에 내삽되어 원수를 여과시키는 섬유다발로서, 양단이 보조끈에 의하여 묶어있는 여재다발(1)과;상기 여재수납케이스(3)의 유입부및 배출부에 결합되는 다공판으로서 유입부 여재고정장치(61)와 배출부 여재고정장치(62)로 구분되며, 상기 여재다발의 보조끈이 연결결합되어 상기 여재다발(1)을 여재수납케이스 내부에 복수개 고정지지 시키는 여재고정장치(6)와;상기 여재수납케이스(3) 측면 또는 정면에서 상기 여재수납케이스(3)를 선택적으로 압착시키는 압착수단(5)으로 구성되어,원수의 오염도에 따라서 상기 압착수단(5)으로 상기 여재수납케이스(3)를 압착시켜 상기 여재수납케이스(3) 내부의 여재밀도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지.
- 제3항에 있어서 상기 압착수단(5)은상기 여재수납케이스(3)의 측면 또는 정면에 길이방향으로 복수개 형성되는것을 특징으로 하는 심층여과카트리지.
- 제3항 또는 제4항에 있어서 상기 압착수단(5)은상기 여재수납케이스(3)를 밀폐된 외통(32)에 삽입시키고,상기 외통(32)으로 내입되는 고압공기 분사노즐(51)을 통하여 분사되는 공기압인 것을 특징으로 하는 심층여과카트리지.
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