KR20060118987A - 고액분리 여과장치 - Google Patents

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추수태
김종민
윤용승
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Abstract

본 발명은 고액분리 여과장치에 관한 것으로, 그 케이스 내부가 필터체를 사이에 두고 내측공간부와 외측공간부로 구획되며 상기 내측공간부에 연통되도록 형성되어 여과될 오염액이 유입되는 오염액유입구와 상기 외측공간부에 연통되도록 형성되어 여과된 유체가 배출되는 유체배출구를 구비하는 카트리지 필터체와, 상기 카트리지 필터체의 중심부를 상하방향으로 관통하여 회전가능하도록 구비되고 내부에 통로가 형성된 관형상으로 상기 카트리지 필터체 내부에 위치하는 부분에는 일정간격으로 상기 통로에 내부 연통되는 관형상으로 다수개의 블레이드가 측방으로 돌출되도록 정렬되어 구비되는 회전축과, 상기 회전축의 외부 연장되는 하단부에 연통되도록 결합되어 제거된 입자가 수집되는 입자수집조와, 상기 내측공간부를 가압하기 위한 가압가스를 주입하기 위해 연결되는 가스공급관과, 상기 내측공간부의 압력을 측정하기 위해 장착되는 압력측정수단과, 상기 내측공간부와 상기 외측공간부간의 차압을 측정하기 위해 장착되는 차압측정수단과, 전체적인 작동제어를 위해 구비되는 제어수단을 포함한다.
따라서, 필터상에 부착되는 입자를 자동으로 제거할 수 있게 되므로, 성력화에 따른 다대한 이점을 얻을 수 있고, 처리생산성을 향상시킬 수 있으며, 입자의 크기가 크거나 농도가 짙은 대용량의 오염액도 효과적으로 처리할 수 있는 효과가 있다.
고액, 분리, 여과, 필터, 카트리지

Description

고액분리 여과장치{SOLID-LIQUID SEPERATION AND FILTERATION APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 고액분리 여과장치를 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 고액분리 여과장치의 요부에 대한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 고액분리 여과장치의 요부에 대한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 고액분리 여과장치의 요부에 대한 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 카트리지 필터체 102 : 케이스
104 : 필터체 104a, 104c : 스크린
104b : 메인필터 106 : 내측공간부
108 : 외측공간부 110 : 오염액유입구
112 : 유체배출구 114 : 수위검출수단
120 : 오염액공급관 122 : 제1전자개폐밸브
130 : 회전축 132 : 블레이드
132a : 스크래퍼 134 : 구동모터
136 : 입자수집조 138 : 유입구
140 : 제2전자개폐밸브 150 : 압력측정수단
160 : 차압측정수단 170 : 가스공급관
172 : 제3전자개폐밸브 180 : 제어수단
본 발명은 고액분리 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정량 여과후 필터상에 부착 누적되는 입자를 자동으로 제거할 수 있는 고액분리 여과장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도금사업장 또는 하수처리장 등에서 발생되는 공정수와 폐수에는 고형상의 입자가 포함되어 있으며, 따라서 그 처리시 필터(filter)에 통과시켜 고체 입자는 필터상에 수집하고 유체는 필터를 통과하도록 하여 분리 선별하는 고액분리를 실시하게 된다.
고액분리시 일정량 처리후에는 필터상에 부착 누적되는 입자량이 많아져 점차 필터를 막게 됨으로써 여과 유체의 유량을 감소시켜 여과효율을 저하시키게 되므로, 일정량 처리후에는 반드시 장치를 해체하여 부착된 입자를 제거하는 세척작업을 실시해 주어야만 하므로, 반복적인 노동력 소모가 크고, 처리생산성도 저하시키는 문제점이 있었다.
물론, 세척작업하는 방법 이외에 약품을 이용하여 입자를 응집침전시켜 제거하는 화학적 방법도 있으나 이는 비용 소요가 크다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 고 액분리의 진행에 따라 필터상에 부착 누적되는 입자를 자동으로 제거할 수 있어 편리하고 처리생산성을 향상시킬 수 있는 고액분리 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 그 케이스 내부가 필터체를 사이에 두고 내측공간부와 외측공간부로 구획되며 상기 내측공간부에 연통되도록 형성되어 여과될 오염액이 유입되는 오염액유입구와 상기 외측공간부에 연통되도록 형성되어 여과된 유체가 배출되는 유체배출구를 구비하는 카트리지 필터체와, 상기 카트리지 필터체의 중심부를 상하방향으로 관통하여 회전가능하도록 구비되고 내부에 통로가 형성된 관형상으로 상기 카트리지 필터체 내부에 위치하는 부분에는 일정간격으로 상기 통로에 내부 연통되는 관형상으로 다수개의 블레이드가 측방으로 돌출되도록 정렬되어 구비되는 회전축과, 상기 회전축의 외부 연장되는 하단부에 연통되도록 결합되어 제거된 입자가 수집되는 입자수집조와, 상기 내측공간부를 가압하기 위한 가압가스를 주입하기 위해 연결되는 가스공급관과, 상기 내측공간부의 압력을 측정하기 위해 장착되는 압력측정수단과, 상기 내측공간부와 상기 외측공간부간의 차압을 측정하기 위해 장착되는 차압측정수단과, 전체적인 작동제어를 위해 구비되는 제어수단을 포함하는 고액분리 여과장치를 제공한다.
본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고액분리 여과장치를 보여주는 개략도이고, 도 2는 그 요부에 대한 단면도이며, 도 3은 그 요부에 대한 개략도이고, 도 4는 그 요부에 대한 평면도이다.
본 발명에 따른 고액분리 여과장치는 카트리지 필터(cartridge filter)체(100)를 포함하며, 카트리지 필터체(100)는 폐쇄된 원통형의 케이스(102)내에 링형상으로 다수매 층의 필터체(104)가 구비된 것으로, 케이스(102) 내부는 필터체(104)를 사이에 두고 내측공간부(106)와 외측공간부(108)로 구획되며, 케이스(102)측에는 내측공간부(106)에 연통되도록 형성되어 여과될 오염액이 유입되는 오염액유입구(110)와, 외측공간부(108)에 연통되도록 형성되어 여과된 유체가 배출되는 유체배출구(112)가 구비되게 된다.
필터체(104)는 기본적으로 필터링을 수행하는 부직포와 같은 메인필터(104b)를 포함하며, 바람직하게 메인필터(104b)의 내외측에는 중심의 메인필터(104b)를 고정하면서 작용시 그 변형을 방지하기 위한 스크린(104a, 104c)이 구비되게 된다.
그리고, 케이스(102)의 상단부에는 내측공간부(106)에 채워지는 오염액의 수위를 검출하기 위한 수위센서와 같은 수위검출수단(114)이 구비되게 되며, 한편 오염액유입구(110)에 연결되는 외부의 오염액공급관(120)상에는 그 공급을 개폐하기 위한 제1전자개폐밸브(122)가 구비되게 된다.
따라서, 오염액공급관(120)상의 제1전자개폐밸브(122)가 개방되어 오염액유 입구(110)를 통해 내측공간부(106)로 오염액이 유입되어 적정량 채워지면, 그 적정 수위상태를 수위검출수단(114)이 검출하는 시점에서 제1전자개폐밸브(122)는 폐쇄되어 더 이상 오염액은 유입되지 않게 된다.
그리고, 내측공간부(106)로 유입된 오염액은 점차 필터체(104)를 통과하면서 여과되게 되고, 즉 유체는 필터체(104)를 통과하여 외측공간부(108)로 이동된 다음 유체배출구(112)를 통해 배출되게 되고, 오염액에 포함되어 있던 고체 입자는 필터체(104)를 통과하지 못하고 필터체(104)상에 부착되어 분리되게 된다.
따라서, 일정량 여과후에는 필터체(104), 상세하게는 메인필터(104b)상에 부착되는 입자량이 많아져 메인필터(104b)를 막게 됨으로써 여과 유체의 유량을 감소시켜 여과효율을 저하시키게 되므로, 본 발명에서는 부착된 입자를 자동으로 제거해 줄 수 있는 수단이 구비되게 되며, 이를 이하에서 설명하기로 한다.
카트리지 필터체(100)의 중심부를 상하방향으로 관통하여 회전가능하도록 내부에 통로가 형성되는 관형상으로 회전축(130)이 구비되게 되며, 이 회전축(130)의 외부 연장되는 부분은 외부의 구동모터(134)로부터의 회전력을 전달받을 수 있도록 연결되게 되고, 회전축(130)의 하단부는 하부에 위치되는 입자수집조(136)의 유입구(138)와 연통되도록 접속되게 되며, 회전축(130)의 하부 연장되는 부분 또는 입자수집조(136)의 유입구(138)상에는 그 연통 통로를 개폐를 위한 제2전자개폐밸브(140)가 구비되게 된다.
그리고, 카트리지 필터체(100) 내부에 위치되는 회전축(130) 부분에는 원주방향 및 상하방향의 일정간격으로 관형상의 블레이드(132)가 정렬되어 다수개 구비 되게 되며, 각 블레이드(132)는 회전축(130)과 내부 연통되도록 결합되게 되고, 각 블레이드(132)의 선단부에는 우레탄과 같은 완충가능한 재질의 스크래퍼(132a)가 구비되게 된다.
나아가, 카트리지 필터체(100)의 내측공간부(106)내의 압력을 측정할 수 있는 압력측정수단(150)이 적절히 장착되게 되며, 또한 필터체(104)를 사이에 두고 있는 내측공간부(106)와 외측공간부(108)간의 차압을 측정할 수 있는 차압측정수단(160)이 적절히 장착되게 된다.
또한, 내측공간부(106)를 가압하기 위한 공기 또는 불활성가스를 내측공간부(106)로 유입시키기 위해 카트리지 필터체(100)의 적정 개소에는 외부의 가스공급관(170)이 연결되게 되며, 이 가스공급관(170)상에는 그 개폐를 위한 제3전자개폐밸브(172)가 구비되게 된다.
여기서, 가압 가스로서 공기 또는 불활성가스를 이용하는 것은 용이하게 구할 수 있으면서 그 안정적인 사용이 가능하기 때문이다.
덧붙여, 장치 전체의 작동을 자동으로 제어하기 위한 제어수단(180)이 구비되게 되며, 제어수단(180)은 각종 검출 및 측정수단(114, 150, 160), 전자개폐밸브(122, 140, 172), 구동모터(134) 등에 전기적으로 연결되게 된다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 고액분리 여과장치의 작용에 대하여 이하 설명한다.
제1전자개폐밸브(122)가 개방되어 오염액공급관(120)을 통해 공급되는 오염액은 오염액유입구(110)를 통해 카트리지 필터체(100)내의 내측공간부(106)로 유입 되어 채워지게 되며, 적정량 채워져 그 적정 수위상태를 수위검출수단(114)이 검출하게 되면, 제어수단(180)의 제어에 의해 제1전자개폐밸브(122)는 폐쇄되게 된다.
그리고, 내측공간부(106)로 유입되는 오염액은 점차 필터체(104)를 통과하면서 여과되어, 여과된 유체는 외측공간부(108)로 이동된 다음 유체배출구(112)를 통해 배출되게 되고, 오염액에 포함되어 있던 고체 입자는 필터체(104)를 통과하지 못하고 필터체(104)상에 부착되어 분리되게 된다.
따라서, 일정량 여과후에는 필터체(104), 상세하게는 메인필터(104b)상에 부착되는 입자량이 많아져 메인필터(104b)를 막게 됨으로써 여과 유체의 유량을 감소시켜 여과효율을 저하시키게 되므로, 부착된 입자를 자동으로 제거하게 된다.
이를 위해, 먼저 내측공간부(106)를 가압하게 되며, 즉 제3전자개폐밸브(172)가 개방되어 가스공급관(170)을 통해 공기 또는 불활성가스가 내측공간부(106)로 유입되어 채워지게 됨으로써 점차 가압하게 되며, 그 가압에 따라 내측공간부(106)내의 오염액은 외측으로의 이송력을 받아 추가적으로 여과될 수 있게 된다.
가압의 진행에 따라 내측공간부(106)내의 압력은 압력측정수단(150)에 의해 측정되어 제어수단(180)측으로 전송되며, 측정값이 소정압력 이상이 되는 시점에서 제어수단(180)은 제3전자개폐밸브(172)를 폐쇄하여 가압이 중지되도록 하게 된다.
그후, 구동모터(134)가 소정 회전수 회전구동되어 회전축(130)을 고속으로 회전시키게 됨과 동시에 제2전자개폐밸브(140)가 개방되게 되면, 회전축(130)상의 블레이드(132)가 회전되면서 블레이드(132) 선단부에 구비되어 있는 스크래퍼 (132a)가 필터체(104)의 내측면에 대해 미세 간격 유지된 상태로 강하게 회전되면서 부착 성장된 큰 입자에 접촉하여 떨어뜨리게 됨과 아울러 후술하는 압력차에 따른 흡입력으로 부착된 작은 입자를 또한 떨어뜨리면, 순간적으로 작용하고 있는 흡입력에 의해 탈락된 입자는 블레이드(132)의 내부 빈 공간부를 지나 회전축(130)의 빈 중심부로 들어가 낙하되게 되어 하부의 입자수집조(136)로 수집되게 된다.
이와 같은 과정은 매우 짧은 시간내에 진행되게 되며, 작용관계를 추가 설명하면, 먼저 내측공간부(106)를 소정압력 이상으로 가압해 놓았으므로 제2전자개폐밸브(140)를 개방하는 순간에 내측공간부(106)와 입자수집조(136) 내부간의 압력차에 따라 내측공간부(106)로부터 입자수집조(136)로의 강한 공기흐름이 순간적으로 형성되면서 블레이드(132) 선단부에서 흡입력이 발생되게 되는 것이다.
이상에서 미설명하였으나, 블레이드(132)는 그 외측단이 내측단에 비해 하부측에 위치되도록 수평방향으로 경사지게 구비될 수 있으며, 이는 아무래도 필터체(104)의 하부측에 보다 많은 양의 입자가 부착될 것이므로 해당 부분의 입자를 보다 효과적으로 제거하기 위함이다.
이상과 같은 입자제거 작업후에는 차압측정수단(160)을 이용하여 입자제거가 효과적으로 이루어졌는지를 확인하게 되며, 이는 내측공간부(106)와 외측공간부(108)간의 차압이 소정압력 이상으로 측정되면 이것은 아직 필터체(104)에 부착된 입자가 많이 존재한다는 것을 의미하므로 이상과 같은 입자제거 작업을 재차 수행하게 되며, 한편 차압이 소정압력 이하로 측정되면 입자제거가 효과적으로 이루어졌다는 것을 의미하므로 이어서 오염액의 필터링 작업을 수행하게 된다.
물론, 이상에서 일정량 오염액을 여과처리한 후 입자제거 작업을 수행하는 것으로 나타내었으나 입자 부착정도를 차압측정수단(160)으로 실시간 측정하여 소정압력 이상의 차압이 검출되는 시점에서 입자제거 작업이 실시되도록 할 수도 있을 것이다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
본 발명에 따르면, 필터상에 부착되는 입자를 자동으로 제거할 수 있게 되므로, 성력화에 따른 다대한 이점을 얻을 수 있고, 처리생산성을 향상시킬 수 있으며, 입자의 크기가 크거나 농도가 짙은 대용량의 오염액도 효과적으로 처리할 수 있는 효과가 달성될 수 있다.

Claims (4)

  1. 그 케이스 내부가 필터체를 사이에 두고 내측공간부와 외측공간부로 구획되며 상기 내측공간부에 연통되도록 형성되어 여과될 오염액이 유입되는 오염액유입구와 상기 외측공간부에 연통되도록 형성되어 여과된 유체가 배출되는 유체배출구를 구비하는 카트리지 필터체와,
    상기 카트리지 필터체의 중심부를 상하방향으로 관통하여 회전가능하도록 구비되고 내부에 통로가 형성된 관형상으로 상기 카트리지 필터체 내부에 위치하는 부분에는 일정간격으로 상기 통로에 내부 연통되는 관형상으로 다수개의 블레이드가 측방으로 돌출되도록 정렬되어 구비되는 회전축과,
    상기 회전축의 외부 연장되는 하단부에 연통되도록 결합되어 제거된 입자가 수집되는 입자수집조와,
    상기 내측공간부를 가압하기 위한 가압가스를 주입하기 위해 연결되는 가스공급관과,
    상기 내측공간부의 압력을 측정하기 위해 장착되는 압력측정수단과,
    상기 내측공간부와 상기 외측공간부간의 차압을 측정하기 위해 장착되는 차압측정수단과,
    전체적인 작동제어를 위해 구비되는 제어수단을 포함하는 고액분리 여과장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축의 외부 연장되는 부분에 연결되어 회전력을 제공하는 구동모터와,
    상기 회전축과 상기 입자수집조간의 연통을 개폐하도록 구비되는 제2전자개폐밸브와,
    상기 가스공급관을 개폐하기 위해 구비되는 제3전자개폐밸브와,
    상기 내측공간부에 유입되어 채워지는 오염액의 수위를 검출하기 위해 장착되는 수위검출수단과,
    상기 오염액유입구에 연통되도록 접속되어 외부로부터 오염액을 공급하는 오염액공급관과,
    상기 오염액공급관의 개폐를 위해 구비되는 제1전자개폐밸브를 더 포함하는 고액분리 여과장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터체는,
    필터링을 수행하는 메인필터와,
    상기 메인필터를 내외측에서 고정하면서 그 변형을 방지하기 위해 구비되는 스크린으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고액분리 여과장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 블레이드의 선단부에는 완충가능한 재질로 이루어진 스크래퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 고액분리 여과장치.
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