KR20030066884A - 정수용 카트리지 필터의 성능평가 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수용 카트리지 필터의 성능을 평가하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 특정농도로 제어된 오수가 순환되면서 피시험필터의 성능을 시험하면서 사용된 유체가 재사용되도록 하기 위한 폐회로를 구성하는 순환관로(S)상에;
순수가 저장되는 순수저장조(1)와 순환수를 펌핑하는 펌프와 탱크내부압력이 제어되어 특정농도의 오수를 공급하도록 제어가 가능한 오수탱크(2), 원수의 입자개수를 측정하는 원수입자개수측정센서(5)와 원수의 압력을 측정하는 제1압력계(8)와 피시험필터가 장치되는 평가용필터하우징(29)와 처리수의 농도를 측정하는 처리수입자개수측정센서(6)와 처리수의 유압을 측정하는 제2압력계(9)와 순환수의 유량을 측정하는 순환수유량계(10)와 처리수를 필터링하는 1차 및 2차세척필터(11)(12)가 순차적으로 배열 연결되고;
순수저장조(1)와 오수탱크(2)사이 순환관로(S)상에 제1자동밸브(14), 제1압력계(8)과 원수입자개수측정센서(5)사이 순환관로(S)상에 제2자동밸브(15), 원수입자개수측정센서(5)와 평가용필터하우징(29)사이 순환관로(S)상에 제3자동밸브(16), 평가용필터하우징(29)와 제2압력계(9)사이 순환관로(S)상에 제4자동밸브(17), 2차세척필터(12)와 순수저장조(1)사이 순환관로(S)상에 제5자동밸브(13)가 설치되며;
원수입자개수측정센서(5)와 처리수입자개수측정센서(6)의 신호를 처리하는 센서신호처리장치(7)와 센서신호처리장치(7)의 정보 및 두 개의 압력계(8)(9)의 정보 와 유량계(10)의 정보를 입력받아 펌프의 펌핑압력 및 오수탱크(2)로부터 오수투입량 및 제어하는 컴퓨터(30)가 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 정수용 카트리지 필터의 정확한 성능시험을 통하여 사용자의 필터 선택의 정확성을 높이고, 사용제품의 품질기준 확보와 필터의 불량 및 합격제품을 사용전 확인하여 필터 사용자의 생산제품의 안정성을 높일 수 있는 것이 가능하다.
Description
본 발명은 정수용 카트리지 필터의 성능을 평가하는 장치에 관한 것이다.
산업혁명 이후, 고도로 발달된 산업은 최첨단의 반도체 및 바이오산업 전부분에 걸쳐 다양한 분야에 분리공정이 매우 중요하게 대두되었다. 특히, 폐수의 재활용부터 생산용 공정수에 이르기까지 각종 필터의 사용이 급증하여 왔다. 그러나 빌딩과 항공기 및 산업체의 공기필터 또는 자동차용 오일필터의 경우에는 그 사용의 역사도 길고, 연구도 활발하게 이루어져 다양한 연구가 이루어져 왔지만, 정수용 필터의 경우에는, 원수의 환경이나 처리수의 요구성능이 매우 다양하여 연구결과가 매우 미흡한 실정이다.
이에따라, 음료 및 제약용 첨가수, 반도체 웨이퍼 세척수등 다양한 목적에 사용되는 산업용 정수필터의 성능을 입증할 수 있는 평가시험방법과 평가장치의 필요성이 크게 요구되고 있다.
오일필터에 대하여서는 특공개 1999-0043312에서 오일 필터의 성능 시험을 위한 평가기 제조를 위하여, 엔진오일을 여과하고, 금속등 마모 찌꺼기나 카본 덩어리 등의 이물질을 제거하기 위한 성능평가를 위하여 두개의 압력계 사이에 필터를 장착시키고, 필터에 오일을 투입함에 따른 압력변동 결과로서 필터의 성능을 나타낼 수 있도록 하였으며, 또한 공기압축기용 여과기의 성능시험을 위하여 특공개 1997-0022288에서 압축공기 속의 오일 함량을 측정토록 고안되어 있으나, 필터의성능을 표현할 수 있는 입자의 제거능력을 평가할 수 있는 장치가 고안되지 않았으며, 오일필터나 공기필터와는 달리 여러 개가 집합적으로 사용되는 정수용 필터의 경우에는 처리유량이 매우 중요한데, 이러한 특성을 평가할 수 있는 유량 평가의 장치가 고안되지 않았다. 또한 필터의 사용주기를 판단할 수 있는 입자 포집능력은 필터의 차압이 35psid에 이르렀을 때의 투입된 입자량으로서 표기하는데, 이러한 입자의 투입량 또한 전혀 고려되지 않고 있는 실정이다.
더욱이, 일정한 차압까지 도달하기 위하여서는 투입된 유체의 양이 수 톤에 이르기도 하는데, 이러한 많은 양의 순수를 사용함으로서 크나큰 경제적인 손실과 2차적인 환경오염이 발생하기도 하며, 필터의 정확한 성능평가를 위해서, 오수의 적정농도로 일정하게 투입되는 것은 매우 중요하지만, 오수투입장치를 펌프로 사용할 경우에는 투입된 입자의 침전 또는 응고현상으로 인하여, 장비의 오류가 빈번하게 발생하여 실제 투입된 입자의 양을 측정하는데 매우 곤란하게 된다.
또한, 유량의 평가 시에는 다양한 필터의 성능으로 인하여 작은 유량에서부터 대용량의 유량 평가가 필요함에 따라, 유체의 공급 펌프의 사양이 매우 중요하지만, 적절한 펌프를 선정하는데 어려움이 많아 필터의 성능평가가 상당히 곤란하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 정수용 필터의 성능시험 평가장치를 제공하는 것을 특징으로 하는데, 또한 제공된 장치는 적층형 및 주름형 카트리지 필터의 성능평가를 위하여 사용된 물의 양을 절약하기 위하여 사용된 물을 재순환하도록 하므로써 투입된 물의 양을 최소화하고, 필터의 성능평가를 정확히 평가하기 위하여 일정한 농도의 인공오수투입이 가능하도록 질소 및 공기의 가압형 오수투입장치를 장착하여 필터의 실제적 성능시험 장치를 제공하는데 그 특징이 있다.
제 1도는 본 발명의 일실시예를 나타내는 정수용 카트리지 필터의 성능평가 장치의 구성도
***도면의 주요부호에 대한 설명***
1 : 순수저장조 2 : 오수탱크 3, 4 : 제1, 제2 펌프
5 : 원수입자개수측정센서 6 : 처리수입자개수측정센서
7 : 센서신호처리장치 8, 9 : 제1, 제2 압력계
10 : 순환수유량계 11 : 1차 세척 필터
12 : 2차 세척필터 28 : 가압장치
25 : 기압조절기
상기와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정수용 카트리지 필터의 성능평가 장치는 사용된 유체가 재순환하여 재사용되도록 하고, 순환된 유체가 순환 재사용됨에 있어서 순환된 유체가 원수공급탱크로 주입되지 않고 그대로 다시 순환사용되도록 하기위하여 오수투입장치 전단에 연결하므로써 새로운 원수의 공급을 최소화하도록 한다. 입자의 투입량을 정확하게 조절하기 위하여, 오수탱크를 질소 또는 공기로 가압하여 손실되는 입자의 양을 최소화 하였으며, 이때 투입관의 내벽을 폴리싱가공하여 관내벽의 적층되는 입자의 양을 최소화 하였다. 그리고, 오수투입구와 펌프의 사이에 순환된 유체를 투입하여 순수탱크의 오염을 극소화 하였다. 또한 측정코자하는 필터의 양쪽에 압력센서와 유량계, 오수입자크기 및 개수를 측정할 수 있는 입자개수측정센서를 장착하였으며, 오수탱크내에서 고형물 입자가 침전하는 것을 막기 위하여 가압형 순환장치를 만들어서, 입자가 스스로 탱크 내부에서 가라앉는 현상을 최소화 하여 평가기를 제조하였다. 그리고, 다양한 필터의 유속을 평가하기 위하여 일정차압에 도달하면 자동적으로 변경이 될수 있는 프로그램을 통하여 선택적으로 펌프를 조절 할 수 있도록 자동화하여 성능평가기를 제조하게 되었다.
이하 본 발명에 따른 정수용 카트리지 필터의 성능평가 장치의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1 은 본 발명의 정수용카트리지 필터의 성능시험 측정장치의 일 실시예의 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 장치는 유체가 순환되게 하는 폐쇄회로 순환관로(S)상에 순수저장조(1), 제1펌프(3)와 제2펌프(4), 오수유량계(26)를 갖는 오수탱크(2), 그리고 제1압력계(8), 원수입자개수측정센서(5), 평가용필터(29), 처리수입자개수측정센서(6), 제2압력계(9), 순환수유량계(10), 처리수를 세척하는 1차세척필터(11) 및 2차 세척필터(12)에 순차적으로 배열 배관연결되며, 순수저장조(1)와 오수탱크(2)사이에 배관된 제1펌프(3)와 제2펌프(4)는 병렬로 배관되어 연결되며, 순수저장조와 병렬연결된 두 제1펌프(3)와 제2펌프(4) 사이 배관에는 제1자동밸브(14)가 형성되고 배관이 분지되어 병렬된 제1, 제2펌프(3, 4)는 각각 우회하는 관로가 형성되고, 그 우회관로상에 제1펌프자동벨브(22), 제2펌프자동밸브(23)가 형성되며, 제1압력계(9)와 원수입자개수측정센서(5)사이 배관에 제2자동밸브(15)가 형성되고, 상기 원수입자개수측정센서(5)와 평가용 필터가 장착되는 평가용필터하우징(29)사이 순환관로(S)에 제3자동밸브(16)가 형성되고,적층형 및 주름형 카트리지 필터로 된 피시험 필터인 평가용필터하우징(29)와 처리수입자개수측정센서(6)사이 배관에 제4자동밸브(17)가 설치되고 순환관로(S)의 끝단인 순수저장조(1) 전방관로에 제5자동밸브(13)가 형성되며, 상기 오수저장탱크(2)는 탱크내의 압력을 조절하기 위하여 질소 또는 공기를 불어넣는 가압장치(28)가 기압조절기(25)와 함께 배관되어 있으며 오수탱크(2)와 순환배관로(S)를 연결하는 관로상에 오수량조절밸브(24)와 오수유량계(26)가 순차적으로 형성되어 있고, 순환수유량 및 원수 및 처리수 입자의 농도와 순환관로(S)상에 흐르는 유체의 압력등에 관한 정보를 제공받아 두 개의 펌프(3, 4)를 선택적으로 사용할 수 있도록 하며 오수탱크(2)의 압력을 제어하도록 하는 컴퓨터(30)가 구비된다.
그리고 상기 순수저장조(1) 및 오수탱크(2)와 순환관로(S) 및 기타 유체가 흐르는 연결관의 내벽은 폴리싱 가공처리하여 내벽에 오수입자의 침적을 최소화한다.
상기한 바와 같이 순수저장조(1)와 제1, 제2 펌프(3, 4)를 연결하는 순환관로(S)에 자동밸브(14)가 설치되는데, 상기 제1자동밸브(14)는 피측정 필터인 평가용필터(29)의 전후단관로에 장착되어 있는 제1압력계(8)와 제2압력계(9)의 정보에 의하여 제1펌프(3) 또는 제2펌프(4)중 어느하나를 선택적으로 구동시키도록 컴퓨터(30)에 의하여 자동 제어되도록 한다. 이와 같이 2개의 펌프(3)(4)를 설치함은 펌핑되는 순환수의 압력을 적절하게 제어하기 위함인데, 필요에 따라 하나의 펌프만을 설치하여 순환수의 압력을 제어할 수 도 있을 것이다. 상기 2개의 펌프(3)(4)중 어느하나는 다른 하나보다 대용량의 펌핑능력을 갖는 펌프를 사용하므로서 보다 정밀하게 제어된 펌핑압을 도출해 낼 수 있을 것이다.
상기 오수저장조(2)는 내벽에 고농도의 입자가 침전되지 않도록 공기압에 의한 자동 순환관(27)이 장착되어 있으며, 오수가 투입된 후 계속해서 순환하여 작동한다. 오수저장조(2)에 제조된 오수는 펌프를 통과한 순수와 일정 농도로 혼합되며 이때의 순환관로(S)에 투입된 오수는 오수저장조(2)에 연결되어 공기 또는 질소를 불어넣는 가압장치(28)에 의하여 투입량이 결정된다. 이때의 가압력은 컴퓨터(30)에 의하여 계산된 오수유량을 오수유량계(26)의 신호에 따라 기압조절기(25)의 개폐양을 조절한다.
평가하기 위한 카트리지 필터가 장착되는 평가용 필터하우징(29)의 전후에는 원수입자개수측정센서(5)와 처리수입자개수측정 센서(6)가 각각 장착되어 원수 또는 처리수의 입자개수를 측정할 수 있도록 하고 있으며, 각각의 측정용수를 샘플링하기 위하여 각 센서(5, 6)가 순환관로(S)과 열결되는 연결관에 설치한 각 밸브(20,21)를 조절하여 각 센서(5,6)에 투입되는 원수 또는 처리수의 샘플양을 조절한다.
평가용 필터의 압력 측정용 제1 ,제2 압력계(8),(9)가 필터의 전후단에 장착되며, 순환수 유량계(10)가 평가용 필터의 후단에만 장착되어 필터를 통과한 정수양을 측정한다.
통과된 정수는 재활용을 위하여 2단의 필터가 장착된 제1 제2 세척용필터(11,12)에 통과되어 순수 저장조로 환원되어 재활용 할 수 있도록 한다. 모든 측정기구는 중앙의 컴퓨터(30)에 연결되어 압력, 유량을 측정한 결과를 밸브와 펌프의 작동을 하는데 이용하며, 평가결과도 컴퓨터(30)에서 데이터베이스화 하여 표현 될 수 있도록 한다.
이상과 같은 본원 발명 장치에 의해 평가용 필터하우징(29)에 설치된 평가용 필터의 성능을 측정시험 하는 과정 및 방법은 다음과 같다.
유량을 측정하기 위하여, 오수탱크(2)의 밸브(24)를 밀폐시켜서 투입되지 않도록 하면서, 순수저장조(1)의 초순수를 유량계(10)에서 컴퓨터로 입력된 유량에 따라서 자동밸브(14)를 통하여 두개의 펌프를 선택하여 투입해야하는 유량을 조절하여 필터의 전후단에 장착되어 있는 압력계(8,9)의 수치를 컴퓨터(30)로 입력하여 단위 압력당 유량을 측정하여 필터의 유량을 계산한다.
다음으로, 제거효율을 측정하기 위하여, 오수탱크(2)의 밸브(24)를 컴퓨터에 입력된 유량계(26)의 수치를 오수탱크(2)내의 오수농도와 함께 계산하여 조절기(25)의 개폐양을 조절하여 공기압을 조절하여 투입될 오수양을 설정한다. 이때, 평가용필터하우징(29)의 전후단에 센서를 작동하여 센서신호처리장치(7)에서 입력된 신호를 변환하여 컴퓨터에서 평가하고자 하는 입자크기의 개수를 측정하여 계산한 결과를 컴퓨터(30)로 송부하여 결과를 나타낸다. 이때, 평가결과는 ASTM 795에 준하여 표시한다.
또한, 입자포집능력, 다시말하면 필터의 사용주기를 평가하기 위하여, 압력계(8,9)가 35psid에 도달할 때까지, 오수탱크(2)로부터 투입되는 입자양을 계산하여 총 투여된 입자의 무게로서 표시한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면 정수용 카트리지 필터의 정확한 성능시험을 통하여 사용자의 필터 선택의 정확성을 높이고, 사용제품의 품질기준 확보와 필터의 불량 및 합격제품을 사용전 확인하여 필터 사용자의 생산제품의 안정성을 높일 수 있는 것이 가능하다.
Claims (10)
- 특정농도로 제어된 오수가 순환되면서 피시험필터의 성능을 시험하면서 사용된 유체가 재사용되도록 하기 위한 폐회로를 구성하는 순환관로(S)상에;순수가 저장되는 순수저장조(1)와 순환수를 펌핑하는 펌프와 탱크내부압력이 제어되어 특정농도의 오수를 공급하도록 제어가 가능한 오수탱크(2), 원수의 입자개수를 측정하는 원수입자개수측정센서(5)와 원수의 압력을 측정하는 제1압력계(8)와 피시험필터가 장치되는 평가용필터하우징(29)와 처리수의 농도를 측정하는 처리수입자개수측정센서(6)와 처리수의 유압을 측정하는 제2압력계(9)와 순환수의 유량을 측정하는 순환수유량계(10)와 처리수를 필터링하는 1차 및 2차세척필터(11)(12)가 순차적으로 배열 연결되고;순수저장조(1)와 오수탱크(2)사이 순환관로(S)상에 제1자동밸브(14), 제1압력계(8)과 원수입자개수측정센서(5)사이 순환관로(S)상에 제2자동밸브(15), 원수입자개수측정센서(5)와 평가용필터하우징(29)사이 순환관로(S)상에 제3자동밸브(16), 평가용필터하우징(29)와 제2압력계(9)사이 순환관로(S)상에 제4자동밸브(17), 2차세척필터(12)와 순수저장조(1)사이 순환관로(S)상에 제5자동밸브(13)가 설치되며;원수입자개수측정센서(5)와 처리수입자개수측정센서(6)의 신호를 처리하는센서신호처리장치(7)와 센서신호처리장치(7)의 정보 및 두 개의 압력계(8)(9)의 정보 와 유량계(10)의 정보를 입력받아 펌프의 펌핑압력 및 오수탱크(2)로부터 오수투입량 및 제어하는 컴퓨터(30)가 구비된 정수용 카트리지 필터의 성능평가 장치
- 제1항에 있어서, 순수저장조(1)는 순환관로(S)에 별도의 연결관으로 배관되어 세척필터(11)(12)를 거쳐 필터링된 유체가 순수저장조(1)로 투입되지 않게 하고 부족량만 순수저장조에서 순수의 자중으로 보충하도록 한 정수용 카트리지 필터의 성능평가 장치
- 제1항에 있어서, 오수탱크(2)는 밀폐된 통상구조를 하고 순환로(S)에 별도의 연결관으로 배관되고, 연결관로에 순차적으로 오수자동밸브(24)와 오수유량계(26)가 설치되며, 외부에서 공기 또는 질소를 불어넣어 밀폐된 내부압력을 가압시키는 가압장치(28)가 기압조절기(25)와 함께 설치된 카트리지 필터의 성능평가 장치
- 제3항에 있어서 오수탱크(2)의 상부측과 하부측을 관통하면서 연결한 오수순환관(27)이 자동밸브(19)와 함께 형성되어 오수탱크내압에 의하여 오수가 자동으로 순환되도록 한 카트리지 필터의 성능평가 장치
- 제1항 또는 제3에 있어서, 컴퓨터로 계산된 오수유량을 오수유량계(26)의 신호에 따라 기압조절기(25)의 계패량으로 달성하도록 하는 카트리지 필터의 성능평가 장치
- 제1항에 있어서, 순수저장조(1)와 오수탱크(2) 사이의 순환관로(S)상에 설치되는 펌프는 제1자동밸브(14) 다음에 순환관로를 2가닥으로 분지하여 각 분지된 관로에 각각 제1펌프(3)와 제2펌프(4)를 병렬로 설치하고 각각의 펌프에 병렬로 자동밸브(22)(23)가 설치된 정수용 카트리지 필터 성능평가장치
- 제6항에 있어서, 제1펌프(3)와 제2펌프(4)는 컴퓨터에 의하여 동시에 또는 어느하나만 구동되도록 하거나 각 펌프의 출력을 제어하므로써 계산된 순환수압력을 얻을 수 있도록 하는 정수용 카트리지 필터 성능평가장치
- 제1항에 있어서, 원수입자개수측정센서(5)는 순환관로(S)와 연결관으로 연결되고 연결관에 자동밸브(20)와 함께 설치되어 원수의 샘플량을 조절할 수 있도록된 정수용 카트리지 필터의 성능평가장치
- 제1항에 있어서, 처리수입자개수측정센서(6)는 순환관로(S)와 연결관으로 연결되고, 연결관에 자동밸브(21)과 함께 설치되어 처리수의 샘플량을 조절할 수 있도록 된 정수용 카트리지 필터의 성능평가장치
- 제1항에 있어서, 순수저장조(1) 및 오수탱크(2)와 순환관로(S)와 기타 연결관의 내벽은 폴리싱 가공처리하여 내벽에 오수입자의 침적을 최소화한 정수용 카트리지 성능평가장치.
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