KR20090126569A - 섬유사 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 섬유사 여과장치에 관한 것으로서, 고형물질이 포함된 피처리액을 다수의 유연성 섬유사가 충전되어 이루어진 섬유사 여과부를 통과시켜 여과되도록 하는 여과공정과, 이러한 여과공정에 의해 상기 섬유사 여과부에 고형물질이 소정량 이상 포획된 경우 이를 제거하기 위해 섬유사 여과부를 세척하는 역세공정의 수행이 가능하도록, 여과통, 여과집수관, 섬유사 여과부, 여과부 가압판, 액추에이터 및 역세 농축배수 배출구를 포함하여 구성되어, 여과공정시, 상기 액추에이터는 상기 여과부 가압판을 소정의 정도로 잡아당겨 상기 섬유사 여과부를 가압하는 정도를 조정하는 것이 가능하고, 이에 따라 섬유사들의 충전밀도가 조정되어 여과되는 고형물질의 크기가 제어가능하고, 역세공정시, 상기 액추에이터는 상기 여과부 가압판을 소정의 정도로 잡아당겨 섬유사들이 상호 느슨해져 충전밀도가 낮아지도록 하고, 역세수가 여과집수관으로 유입된 후 섬유사 여과부를 내측에서 외측방향으로 통과하며 섬유사들 사이에 포획된 고형물질과 함께 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

섬유사 여과장치{fiber filter Apparatus}

본 발명은 섬유사 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피처리액을 충전밀도조절이 가능한 유연성 섬유사 충전(充塡)층으로 통과시켜, 피처리액에 함유된 미세한 고형물을 여과할 수 있는 섬유사 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수, 정수, 폐수, 중수도, 공업용수 등의 액체에는 미세한 부유물질을 포함하여 다양한 크기를 가지는 고형물질들이 포함되어 있다, 이러한 액체에 포함된 고형물질을 여과하기 위한 여과장치의 한 종류로서, 유연성 섬유사를 이용한 섬유사 여과장치가 개발되어 쓰이고 있다.

종래의 섬유사 여과장치는, 고형물질을 함유한 피처리액의 여과를 위해 유연성 섬유사가 충전된 충전층을 구비하고 있다. 피처리액은 상기 섬유사의 충전층을 통과하는 과정에서 액체성분은 충전층의 섬유사 틈새로 빠져나가고 일정 크기 이상의 고형물은 틈새에 걸려 포획되어 여과되게 된다.

한편, 섬유사 여과장치는, 여과가 진행되는 과정에서 충전층의 틈새가 여과과정에서 포획된 물질에 의하여 막혀 액체가 잘 통과하지 못하게 되면, 이를 감지하여 지금까지의 피처리액의 흐름과는 반대되는 방향으로 역세수를 흐르게 하는 이 른바 역세공정을 통하여 충전층에 포획된 고형물을 제거 세척하도록 한 후 다시 원래의 여과공정이 진행되도록 한다.

하지만, 종래의 섬유사 여과기는, 섬유사의 충전밀도가 조정되지 않고 고정된 구성으로 되어 있어서, 다양한 여과 환경에 따른 여과 입자의 크기와 여과 속도, 시간 등을 용이하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 역세공정에 있어서, 섬유사를 효과적으로 세척하지 못하거나, 또는 섬유사를 과도하게 진동시키거나 비트는 동작을 반복하도록 하여 섬유사에 피로현상을 야기시켜 그 수명을 단축케 하는 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하여, 여과하고자 하는 고형물의 입자의 크기나 여과속도, 지속시간 등을 고려하여 사용현장에서 용이하게 섬유사 여과부의 충전밀도를 조절하는 것이 가능하고, 또한 충전제의 손상을 최소화하며 신속히 역세하는 것은 물론 충전 여과제의 수명을 연장시켜서 여과와 역세공정의 효율을 향상시킬 수 있는 유연성 섬유 여과장치를 제공하고자 하는 데 있다.

본 발명의 섬유사 여과장치는, 고형물질이 포함된 피처리액을 다수의 유연성 섬유사가 충전되어 이루어진 섬유사 여과부를 통과시켜 여과되도록 하는 여과공정과, 이러한 여과공정에 의해 상기 섬유사 여과부에 고형물질이 소정량 이상 포획된 경우 이를 제거하기 위해 섬유사 여과부를 세척하는 역세공정의 수행이 가능한 섬유사 여과장치로서, 그 하부 일측에 상기 피처리액이 유입되는 유입구를 구비하고, 그 상부에 여과된 피처리액이 외부로 배출되는 여과수 배출구를 구비한 여과통; 상기 여과통의 내부에 배치되며, 그 상부는 상기 여과수 배출구와 연통되어 있고, 그 하부는 하면판에 의해 밀폐되어 있으며, 그 측면부재에는 다수의 관통공이 형성된 여과집수관: 상기 여과집수관의 외측면 둘레를 따라 상하길이방향으로 배치되되, 그 양단부가 고정된 유연성 섬유사가 다수 배치되어 소정의 두께를 이루도록 배치되어, 상기 유입구를 통해 유입된 피처리액이 외측에서 내측 방향으로 통과되며 여과되도록 하는 섬유사 여과부; 상기 섬유사 여과부의 외측면을 감싸도록 배치되되, 둘레방향으로 상호 이격된 적어도 두 개 이상의 분할판으로 분할되어 배치되고, 상기 각 분할판에는 다수의 관통공이 형성되어 있고, 상기 분할판들은 탄성을 지닌 연결부재에 의해 상호 연결되어 있어서 상기 섬유사 여과부를 가압하는 여과부 가압판; 상기 여과부 가압판의 각 분할판을 상기 여과집수관과 멀어지는 방향으로 잡아당길 수 있는 액추에이터; 및 상기 여과통의 하부 타측에 구비되고 밸브가 구비된 역세 농축배수 배출구;를 포함하여 구성되고, 상기 여과수 배출구는, 각각 밸브를 구비한 여과수 배출관과 역세수 주입관으로 분관되어 있고, 상기 여과공정시, 상기 액추에이터는 상기 여과부 가압판을 소정의 정도로 잡아당겨 상기 섬유사 여과부를 가압하는 정도를 조정하는 것이 가능하고, 이에 따라 상기 섬유사들의 충전밀도가 조정되어 여과되는 고형물질의 크기가 제어가능하고, 상기 역세공정시, 상기 액추에이터는 상기 여과부 가압판을 소정의 정도로 잡아당겨 상기 섬유사들이 상호 느슨해져 충전밀도가 낮아지도록 하고, 상기 여과수 배출관의 밸브는 차단되고 상기 역세수 주입관으로부터 역세수가 상기 여과집수관으로 유입된 후 상기 섬유사 여과부를 내측에서 외측방향으로 통과하며 섬유사들 사이에 포획된 고형물질과 함께 상기 역세 농축배수 배출구로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 섬유사 여과장치에 의하면, 액추에이터의 간단한 조작에 의해, 섬유사 여과부(30)의 충전밀도를 조정하는 것이 가능하기 때문에, 여과 대상 입자의 크기와 여과 시간을 현장에서 조정하는 것이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 여과부 가압판(40)을 크게 외측으로 벌려 섬유사 여과부(30)의 충전밀 도를 낮추어 섬유사 틈새가 충분히 벌어지게 하여, 섬유사 여과부(30)에 포획된 고형물이 용이하게 떨어져나갈 수 있게 함으로써 역세의 시간단축 등 역세효과를 증진시킬 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 따른 일 실시예의 섬유사 여과장치를 첨부된 도 1 내지 7을 참조하며 상세히 설명한다.

상기 섬유사 여과장치(1)는, 고형물질이 포함된 피처리액을 다수의 유연성 섬유사가 충전되어 이루어진 섬유사 여과부를 통과시켜 여과되도록 하는 여과공정과, 이러한 여과공정의 진행에 따라 상기 섬유사 여과부에 미리 설정해 둔 정도 이상의 고형물질이 포획된 경우 이를 제거하기 위해 섬유사 여과부를 세척하는 역세공정의 수행이 가능하도록 구성되어 있다.

본 실시예의 섬유사 여과장치(1)는, 여과통(10), 여과집수관(20), 섬유사 여과부(30), 여과부 가압판(40) 및 액추에이터(50)을 포함하여 구성된다.

상기 여과통(10)은, 전체적으로 원통형태로 되어 본 장치의 외형을 이루는 구성이다. 여과통(10)의 하부 일측에는 피처리액이 유입되는 유입구(12)를 구비하고 있으며, 그 상부에는 여과된 피처리액이 외부로 배출되는 배출구(14)를 구비하고 있다. 그리고, 역세공정시 필요한 구성으로, 여과통(10)의 하부 타측에는 농축배수 밸브(160)가 구비된 역세 농축배수 배출구(16)가 구비되어 있다. 한편, 유입구(12)에는 유입되는 피처리액의 유입압력을 측정할 수 있는 센서(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

본 실시예의 경우, 여과통(10) 내부의 상부와 하부에는 각각 상판부재(102)와 하판부재(104)가 구비되어 있다. 상, 하판부재(102, 104)는 각각 중앙에 원형의 관통공이 형성되어 있는 원판형상이다.

상판부재(102)의 관통공의 내주에는 후술할 섬유사 여과부(30)의 상단부에 구비된 결속띠(34)의 외주가 밀폐되도록 결합된다. 그리고, 마찬가지로 하판부재(104)의 관통공의 내주에는 섬유사 여과부(30)의 하단부에 구비된 결속띠(36)의 외주가 밀폐되도록 결합된다. 또한, 상,하판부재(102, 104)의 외주는 각각 여과통(10)의 상부와 하부의 내측면에 밀폐결합된다.

여과통(10)의 내부공간은 상판부재(102)와 하판부재(104)에 의해 밀폐구분된다. 본 실시예의 경우, 상,하판부재(102, 104)의 중간부분의 밀폐된 공간에만 피처리액이 머물거나 통과되도록 구성되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 경우, 원통형의 여과통(10)의 상부와 하부에는 상판부재(102)의 상부와 하판부재(104)의 하부로 각각 볼록하게 돌출된 부분(106, 108)이 형성되어 있다. 돌출된 부분(106, 108)의 내부에는 공간이 형성되어 있다.

한편, 본실시예의 경우와 같이 내부공간을 밀폐시키는 상판부재(102)와 하판부재(104)을 구비하는 경우에는, 상하로 돌출된 부분(106, 108)이 제거되고 후술할 액추에이터(50)와 관련된 장치가 별도로 구비되는 부착대에 구비되는 것으로 구성될 수도 있다.

상기 유입구(12)에는 유체의 흐름을 단속할 수 있는 유입수 밸브(120)가 구 비되어 있다. 그리고, 상기 여과수 배출구(14)는 여과수 배출관(140)과 역세수 주입관(142)으로 분관되어 있다. 여과수 배출관(140)과 역세수 주입관(142)에는 각각 흐름을 단속할 수 있는 밸브(141, 143)가 구비되어 있다. 여과공정시에는 여과수 배출관(140)의 여과수 배출밸브(141)는 개방되고 역세수 주입관(142)의 역세수 주입밸브(143)는 차단되며, 역세공정시에는 반대로 된다.

한편, 본 실시예의 경우 여과통(10)이 원통형으로 되어 있지만, 사각, 오각, 육각 등 다각형 기둥 형태로 변형될 수도 있다.

상기 여과집수관(20)은, 전체적으로 원통형으로 되어 있으며, 여과통(10)의 내부 중앙에 상하방향으로 세워져 배치된다. 여과집수관(20)의 상부(22)는 여과수 배출구(14)와 연통되어 있고, 그 하부는 집수관 하면판(24)에 의해 밀폐되어 있으며, 그 집수관 측면부재(26)에는 전체면적에 걸쳐 다수의 관통공들이 형성되어 있다. 관통공의 각각의 크기나 전체 개수는 필요에 따라 다양하게 변형가능하다.

상기 섬유사 여과부(30)는, 유입구(12)를 통해 유입된 피처리액이 외측에서 내측 방향으로 통과되며 여과되도록 하는 구성이다. 섬유사 여과부(30)는 여과집수관(20)의 외측면 둘레를 따라 배치되되, 각각의 섬유사는 상하길이방향으로 배치된다.

섬유사 여과부(30)는, 상단부와 하단부가 고정된 각 유연성 섬유사가 다수 배치되어 소정의 두께를 이루도록 구성된다. 섬유사 여과부(30)의 두께는 피처리액의 종류 및 여과되어야 하는 고형물의 성질과 각 섬유사의 수명 등을 고려하여 사전에 결정된다.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 경우, 섬유사 여과부(30)의 상단부와 하단부에는 각각 결속띠(34, 36)가 구비된다. 각 결속띠(34, 36)는, 여과집수관(20)의 외측면 둘레를 따라 배치된 각 섬유사들의 상단부와 하단부를 여과집수관(20)에 고정시키는 역할을 한다. 각 결속띠(34, 36)는, 섬유사에 손상을 입히지 않도록, 어느정도의 탄성을 지니는 섬유 혹은 고무 재질로 만들어진다.

또한, 섬유사 여과부를 이루는 낱낱의 섬유사는, 상단부와 하단부의 결속띠(34, 36)의 상호 이격된 거리보다 길게 되어 있어서, 결속띠(34, 36)에 의해 고정된 상태에서 직선형태가 아닌 완만한 곡선을 이루도록 되어 있다. 즉, 낱낱의 섬유사는 결속띠(34, 36)에 의해 고정된 상태에서 상하방향으로 당겨져 고정된 것이 아니고, 도 5에 도시된 바와 같이, 마치 완만한 물결 형상을 이루는 듯한 곡선형태를 이루도록 넉넉한 길이로 고정된 것이다.

섬유사 여과부(30)가 상술한 바와 같이 곡선형태를 가지는 넉넉한 길이로 구성되어 있기 때문에, 특히 역세공정시 여과부 가압판(40)이 섬유사 여과부(30)로부터 떨어져 이동하고 역세수가 주입될 때, 각각의 섬유사들의 좀더 자유로운 움직임이 가능하게되고 이로 인해 섬유사들 사이에 포획되어 있는 고형물들이 효과적으로 제거되어 역세공정이 원활하게 이루어지게 된다.

만약 섬유사를 팽팽하게 당긴 상태로 섬유사 여과부(30)를 형성할 경우 여과부 가압판(40)을 크게 벌려 충전공간을 확장하더라도 낱낱의 섬유사에 가해지는 인장응력이 커져 역세공정에서의 움직임 폭이 크지 않으며 특히 섬유사 여과부의 내측으로 갈수록 섬유사 틈새의 벌어짐이 적어 역세의 효과를 발휘하지 못하게 되는 데, 이렇게 되면 역세에 필요한 틈새를 확보하기 위하여 역세수의 압력을 크게 높여 주입해야하므로 그만큼 장치 전체에 진동이 발생하게 되고, 과도한 진동충격으로 섬유사의 결속점에 피로현상이 축적되어 섬유사의 수명이 단축되는 결과가 초래되는 불이익이 있다. 따라서 본 실시예의 경우와 같이 섬유사를 곡선형태가 되도록 충전하게 되면, 이러한 불이익을 현저히 줄일 수 있는 것이다.

상기 여과부 가압판(40)은, 섬유사 여과부(30)의 외측면을 감싸도록 배치되되, 둘레방향으로 상호 이격된 4개의 분할판(42)으로 분할되어 배치된다. 도 6과 도 7을 참조하면, 각 분할판(42)에는 피처리액의 통과에 문제가 없도록 전체 면적에 걸쳐 관통공들이 다수 개 형성되어 있다. 4개의 분할판(42)들은 탄성을 지닌 다수의 연결부재에 의해 상호 연결되어 있어서 섬유사 여과부(30)를 가압하도록 구성되어 있다.

한편 본 실시예의 경우, 분할판(42)이 4개인 것으로 예를 들었으나, 필요에 따라 2개, 3개, 5개 혹은 그 이상의 개수도 변형되어 구성되는 것도 가능하다.

여과부 가압판(40)을 이루는 각 분할판(42)의 수평방향 단면은 원호형태로 이루어져 이들 분할판(42)이 모이면 전체적으로 그 단면은 거의 원의 형태를 이루며 섬유사 여과부(30)를 전체적으로 고르게 가압할 수 있게 되어 있다.

본 실시예의 경우, 연결부재(46)는 고무재질의 링형상이고, 각 분할판(42)의 세로방향의 양측 테두리에는 각각 세로 방향으로 배치된 고정핀(48)이 다수 개 구비된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 근접하는 두 개의 고정핀(48)들에 연결부재(46)가 탄성변형된 상태로 걸려 지지되어 있다. 연결부재(46)의 복원력은 인접한 분할 판(42)을 잡아당기는 방향으로 작용한다.

상기 고정핀(48)은 각 분할판(42)의 양측 테두리를 따라 형성되어 있는 갈고리 형태의 고리부재(420)에 회전가능하게 고정된다. 또한, 각 분할판(42)은, 그 외측면의 무게 중심부분에, 액추에이터(50)와 와이어(54)에 의해 연결되는 브라켓(49)을 구비하고 있다. 각 분할판(42)은, 액추에이터(50)의 동작에 따라 외측으로 잡아당겨 지거나, 혹은 액추에이터(50)와 연결부재(46)의 상호 동작에 따라 내측으로 이동되도록 구성되어 있다.

상기 액추에이터(50)는, 여과부 가압판(40)을 구성하는 각 분할판(42)을 여과집수관(20)과 멀어지는 방향으로 잡아당길 수 있도록 구성된다. 본 실시예의 경우, 액추에이터(50)에는 상하방향으로 직선운동을 하는 실린더로드(52)가 구비되어 있다. 실린더로드(52)는, 각 분할판(42)에 구비된 브라켓(49)과 와이어(54)에 의해 연결되어 있어서, 실린더로드(52)의 상하 방향 이동에 따라 각 분할판(42)의 위치가 조정된다.

상기 와이어(54)는 본 실시예의 경우 모두 4개가 구비되며, 각각은 하나의 분할판(42)과 실린더로드(52)에 연결되어 있다. 각 와이어(54)는, 브라켓(49)에 일단을 연결하고, 여과통(10) 내벽면과 상부의 돌출된 부분(106)의 내부공간의 내벽에 각각 장착된 복수 개의 롤러(504, 506))를 거쳐 최상부에 위치한 액추에이터(50)의 실린더로드(52)의 하단부에 함께 모여 연결되게 한다. 그리고, 각 와이어(54)가 상판부재(102)를 통과하는 지점에 적절한 실링장치(508)가 구비되어 있다.

액추에이터(50)는 공압, 유압 또는 전동형 파워 실린더 등의 직선운동형 구동장치 가운데 하나를 활용한다. 한편, 액추에이터(50)를 회전운동형 구동장치로 변형할 수도 있다. 이때는 실린더 로드에 원통형 보빈(Bobbin)을 붙여 보빈에 와이어가 감기고 풀리는 방식으로 여과부 가압판의 조임량을 조정하는 것이 가능할 것이다. 또한, 여과부 가압판(40)을 외측으로 당기는 방법으로 캠(Cam), 기어(Gear), 쐐기(Wedge) 등 다양한 메커니즘을 활용할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 구성의 섬유사 여과장치(1)의 작용효과를 설명한다.

섬유사 여과장치(1)는, 여과공정시, 액추에이터(50)가 여과부 가압판(40)을 미리 정하여진 정도로 잡아당겨 섬유사 여과부(30)를 가압하는 정도를 조정하는 것이 가능하고, 이에 따라 섬유사들의 충전밀도가 조정되며 결과적으로 피처리액에 함유된 고형물질 중 여과되는 고형물질의 크기가 제어가능하게 된다.

또한, 여과공정이 진행됨에 따라 섬유사 사이에 고형물질들이 포획되어 이를 제거할 필요가 있게 되면, 역세공정이 이루어지게 된다. 역세공정시, 액추에이터(50)에 의해 여과부 가압판(40)을 미리 설정된 정도로 잡아당겨 섬유사들이 상호 느슨해져 충전밀도가 낮아지도록 한다. 이때, 여과수 배출관(140)의 여과수 배출밸브(141)는 차단되고 역세수 주입관(142)으로부터 역세수가 여과집수관(20)으로 유입된다. 유입된 역세수는, 섬유사 여과부(30)를 내측에서 외측방향으로 통과하며 섬유사들 사이에 포획된 고형물질과 함께 역세 농축배수 배출구(16)로 배출된다.

이하, 섬유사 여과장치의 동작과 관련하여, 충전밀도의 조정과, 여과공정 및 역세공정에 대해 보다 상세히 구체적인 예를 들어 설명한다.

1. 충전밀도 조정공정

여과하고자 하는 고형물 입자의 최소 크기는, 섬유사 여과부(30)를 구성하는 섬유사의 굵기와 표면 거칠기, 섬유사 여과부(30)의 두께, 섬유사의 공극률 즉 충전밀도, 피처리수의 유입압력 등의 여러 요소에 의하여 결정된다.

종래의 섬유사 여과장치는 모든 구성요소들이 일정 상태로 고정되어 있기 때문에 사용 현장에서, 변화되는 여과조건에 쉽게 대처할 수 없는 한계가 있으나, 본 발명에 따른 섬유사 여과장치는, 여러 구성요소들 가운데 섬유사 여과부(30)의 충전밀도를 조절하여 여과입자의 최소크기, 여과속도 등을 변화시킬 수 있게 한 것이다.

섬유사 여과부(30) 충전밀도 조절은 액추에이터(50)의 실린더 로드(52)의 빠져나오는 길이를 가감하여 여과부 가압판(40)을 이루는 분할판(42)의 위치를 조정하는 것으로 이루어지며, 이때의 조정거리는 대개 수 mm이고, 조정작업은 설치 초기와 작업중 여과조건의 변화가 발생하는 등 필요에 따라 이루어진다.

섬유사 여과부(30)의 충전밀도 조정에 대하여 상세히 설명하면, 여과부 가압판(40)이 당겨지지 않은 상태 즉, 분할판(42)과 분할판(42) 사이의 연결부재(46)의 복원력에 의해서만 섬유사 여과부(30)가 압착되는 초기 상태에서, 목적하는 여과입자의 크기보다 약간 더 작은 크기의 입자가 여과될 수 있게 연결부재(46)의 인장력을 맞춘 후 액추에이터(50)를 미세 조정하여, 각 분할판(42)을 조금씩 외부로 당겨지게 하여 섬유사 여과부(30)의 충전밀도를 점차 낮추어 가며 목적하는 크기의 입자가 여과될 때까지 시험 조정한다.

예를 들면, 와이어(54)가 당겨지지도 않고 처지지도 않은 초기의 평형상태에서 액추에이터(50) 실린더 로드(52)가 50mm 빠져 나와 있고 이때 5㎛까지의 입자가 여과되는 것으로 가정하고, 목적하는 여과입자의 최소 크기가 10㎛ 이라면 액추에이터(50)의 실린더로드(52)를 45mm 빠져 나와 있도록 5mm 더 당겨, 분할판(42)을 외측으로 수 mm 더 당겨지게 한 상태로 여과시험을 하여 그 결과 여과입자의 최소크기가 15㎛로 측정되었다면 다시 액추에이터(50)를 조정, 2mm를 도로 밀어내어 실린더 로드(52)가 47mm 나오게 하는 식으로 시험을 하여 여과입자의 최소크기 10㎛를 맞추어낸다.

상술한 예에서와 같이 실린더 로드(52)가 47mm 빠져나온 상태가 최소입자크기10㎛을 여과하는데 있어 최적상태로 확정되면, 실린더 로드(52)가 더 이상 빠져나오지 않도록 액추에이터(50)의 실린더 로드(52)의 최장 빠짐 길이가 47mm 되게 설정한다. 이러한 설정은 액추에이터(50)에 구비되어 있는 컨트롤 판넬에서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 여과부 가압판(40)의 위치조절을 통한 여과최소입자 크기의 조정은 대개 피처리 대상액에 대한 위와 같은 시험을 거쳐 사전에 설정하는 것이 바람직하다.

2. 여과공정

초기설정이 이루어진 후 역세수 주입관(142)의 역세수 주입밸브(143)와 역세 농축배수 배출구(16)의 농축배수 밸브(160)를 잠근 후 본격적인 여과공정이 시행된다. 즉, 유입구(12) 측의 유입수 밸브(120)와 여과수 배출관(140)의 여과수 배출밸브(141)를 연다. 상기 밸브들의 개폐상태가 도 1과 도 2에도 가시적으로 표시되어 있다.

유입구(12)를 통해 피처리액이 유입되며, 유입된 피처리액은 여과부 가압판(40)에 형성된 관통공을 거치고 그리고 섬유사 여과부(30)를 통과하며 여과된 후, 여과집수관(20)의 내부로 모이게 된다. 여과집수관(20)에 모인 여과수는 여과수 배출관(140)을 통하여 외부로 배출된다.

한편, 여과공정 중 피처리액의 종류가 변경되는 경우, 혹은 피처리액은 그대로이지만, 여과하여야 하는 입자의 크기가 변경되는 경우에는, 위에서 설명한 충전밀도 조정공정을 다시 시행하여 원하는 여과 입자의 크기를 조정하는 것이 가능하다.

3. 역세공정

여과공정이 진행됨에 따라, 섬유사 여과부(30)의 틈새가 고형물로 막히게 되어 여과통(10)의 유입구(12)의 압력이 상승하여 설정 압력에 도달하면 유입구에 구비된 압력센서가 이를 감지하여 유입수 밸브(120)와 여과수 배출 밸브(141)를 잠근다.

다음으로 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 액추에이터(50)를 조작하여, 미리 설정된 길이만큼 실린더 로드(52)를 상측으로 당겨 여과부 가압판(40)을 외측방향으로 벌어지게 하여 섬유사 여과부(30)의 충전밀도를 크게 낮춘다.

여기에서 실린더 로드(52)를 당기는 길이의 설정은, 예컨대 상기 섬유사 여과부(30) 충전밀도 조정의 예에서와 같이 실린더 로드(52)의 길이가 여과공정에서 47mm되게 설정되어있다면 역세공정에서는 예를 들어 15mm를 더 당겨 로드가 32mm가 되게 미리 설정해 둔다. 이 경우 많이 당길수록 충전밀도가 그만큼 낮아져 역세효과는 상승한다. 그러나 너무 많이 당겨 충전공간이 과도하게 확장되면 섬유사의 요동이 필요 이상 크게 되어 섬유사의 수명이 단축되는 문제가 있으므로 가장 외곽에 있는 섬유사의 길이방향 중간지점이 여과부 가압판(40)과의 접촉에서 벗어나지 않은 범위만큼만 충전공간을 확대하는 것이 바람직하다.

다음으로 역세수 주입 밸브(143)와 농축배수 밸브(160)를 열고 역세수 주입관(142)을 통해 역세수를 주입한다.

여과공정의 반대 방향으로 흐르는 역세수는, 여과집수관(20)을 거쳐 섬유사 여과부(30)의 내측에서 외측으로 흐르게 되고, 이러한 역세수의 흐름에 따른 섬유사들의 흔들림과 벌어진 틈새의 도움으로 그 사이에 포획된 고형물이 섬유사들로부터 탈리되어 역세수와 함께 역세 농축배수 배출구(16)를 통하여 외부로 배출된다.

섬유사 여과부(30)에 포획된 고형분의 세척이 완료되면(시험을 거쳐 미리 설정된 시간동안 진행), 역세수 주입 밸브(143)와 농축 배수 밸브(160)를 순서대로 잠근다. 그리고, 액추에이터(50)를 조정하여 원래의 여과 초기 상태(본 예에서는 실리더 로드 길이 47mm)로 세팅한다.

한편, 본 실시예의 섬유사 여과장치는 도시하지는 않았지만, 전체 동작을 제어하는 제어부를 구비하고 있다, 따라서, 상술한 모든 작용은 제어부의 사전설정에 따라 자동으로 이루어지는 것이 가능하다. 즉, 여과공정에서 역세공정으로 변환된 후 역세공정이 끝나면, 다시 여과공정으로 복귀되는 일련의 공정이 자동으로 이루어지는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 일 실시예의 섬유사 여과장치에 의하면, 액추에이터(50)의 간단한 조작에 의해, 섬유사 여과부(30)의 충전밀도를 조정하는 것이 가능하기 때문에, 여과 대상 입자의 크기와 여과 시간을 현장에서 조정하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 여과부 가압판(40)을 크게 외측으로 벌려 섬유사 여과부(30)의 충전밀도를 낮추어 섬유사 틈새가 충분히 벌어지게 하여, 섬유사 여과부(30)에 포획된 고형물이 용이하게 떨어져나갈 수 있게 함으로써 역세의 시간단축 등 역세효과를 증진시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 역세공정에 있어 역세수의 흐름에 의하여 섬유사 여과부(30)의 각 섬유사가 흔들리게 되더라도, 섬유사 결속띠(34, 36)를 천이나 고무 등의 연성자재를 사용하였기 때문에 각 섬유사의 수명이 연장된다는 장점이 있다.

한편, 도 8과 도 9에는 본 발명에 따른 다른 실시예의 섬유사 여과장치(1a)가 도시되어 있다.

본 실시예의 섬유사 여과장치(1a)는, 앞서 설명한 실시예와 비교하여, 역세공정시 효율을 더욱 높이기 위한 구성으로 압축공기를 여과집수관(20)에 공급하는 구성을 추가로 구비하는 것이 다르다. 따라서, 이를 제외한 다른 구성은 모두 동일하게 구비하고 작동하므로 중복되는 설명은 생략하고, 압축공기를 공급하는 것과 관련된 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 여과집수관(20)의 하부의 내부에는 차단판(28)이 더 구비되고, 여과집수관(20)의 하면판(24)에는, 여과집수관(20)의 내부로 압축공기를 공 급할 수 있는 공기주입관(29)이 더 구비되어 있다. 공기주입관(29)에는 공기주입 밸브(290)가 구비된다.

상기 차단판(28)은 여과집수관(20)의 내부 공간을 나누는 역할을 한다. 차단판(28)에 의해 하부의 구별된 공간은 공기 분배통의 역할을 한다. 차단판(28)은 하부 결속띠(36) 보다 약간 위에 위치하는 것이 바람직하다.

도 9를 참조하면, 역세공정시 화살표(292)들로 그 흐름을 표시하고 있는 압축공기는, 공기주입관(29)으로부터 공기 분배통의 역할을 하는 하부 공간으로 공급된다. 이때 차단판(28)에 의해 공기는 차단판(28) 보다 아래에 위치한 다수의 관통공들을 통하여 섬유사 여과부(30)의 내부 섬유사 사이로 불어 들어가게 된다. 섬유사 사이를 통과하는 공기는 섬유사들을 요동케 하여 역세의 효과를 더욱 높여준다.

본 실시예의 경우, 역세공정시, 액추에이터(50)의 동작에 약간의 변화가 가능하다. 즉, 실린더로드(52)의 설정과 관련하여, 압축공기가 추가로 주입되어 역세에 도움을 주므로 앞선 실시예에 비해 여과부 가압판(40)을 조금 덜 잡아당겨 섬유사의 충전밀도를 덜 낮추어도 된다. 앞선 실시예의 경우, 실린드로드(52)가 32mm 빠져나와 있도록 하였다면 본 실시예의 경우에는 예를 들어 35mm가 나와 있도록 3mm만큼 덜 당겨도 된다. 이러한 구성으로 역세의 효과와 속도를 올릴 수 있고, 섬유사의 적은 진동범위로 인해 섬유사의 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있다. 또한 역세수량을 줄이는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 여과장치의 여과상태의 개략적 단면도,

도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 개략적 단면도,

도 3은, 도 1의 섬유사 여과장치의 역세 공정 상태에 대한 개략적 단면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 개략적 단면도,

도 5는 도 1의 섬유사 여과부의 조립상태 사시도,

도 6은 도 1의 분할판의 사시도,

도 7은 도 1의 여과부 가압판의 조립상태 정면도,

도 8은, 본 발명의 다른 실시예의 섬유사 여과장치에 있어 여과상태의 개략적 단면도,

도 9는, 도 8의 섬유사 여과장치의 역세 공정 상태에 대한 개략적 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 여과장치 la: 별도 구성의 여과장치 10: 여과통

102: 상판부재 104: 하판부재 106: 상부 돌출부

108: 하부 돌출부 12: 유입구 120: 유입수 밸브

14: 여과수 배출구 140: 여과수 배출관 141: 여과수 배출밸브

142 역세수 주입관 143: 역세수 주입밸브 16: 농축배수 배출구

160: 농축배수 밸브 20: 여과집수관 22: 집수관 상부

24: 집수관 하면판 26: 집수관 측면부재 28: 차단판

29: 공기 주입관 290: 공기 주입밸브 292: 공기 흐름 표시

30: 섬유사 여과부 34： 상부 결속 띠 36: 하부 결속 띠

40: 여과부 가압판 42: 분할판 420： 고리부재

46: 연결부재 48: 고정핀 49: 브라켓

50: 액추에이터 504: (여과통)롤러 506: (상부)롤러

508: 실링장치 52: 실린더 로드 54: 와이어

Claims (6)

1. 고형물질이 포함된 피처리액을 다수의 유연성 섬유사가 충전되어 이루어진 섬유사 여과부를 통과시켜 여과되도록 하는 여과공정과, 이러한 여과공정에 의해 상기 섬유사 여과부에 고형물질이 소정량 이상 포획된 경우 이를 제거하기 위해 섬유사 여과부를 세척하는 역세공정의 수행이 가능한 섬유사 여과장치로서,

   그 하부 일측에 상기 피처리액이 유입되는 유입구를 구비하고, 그 상부에 여과된 피처리액이 외부로 배출되는 여과수 배출구를 구비한 여과통;

   상기 여과통의 내부에 배치되며, 그 상부는 상기 여과수 배출구와 연통되어 있고, 그 하부는 하면판에 의해 밀폐되어 있으며, 그 측면부재에는 다수의 관통공이 형성된 여과집수관:

   상기 여과집수관의 외측면 둘레를 따라 상하길이방향으로 배치되되, 그 양단부가 고정된 유연성 섬유사가 다수 배치되어 소정의 두께를 이루도록 배치되어, 상기 유입구를 통해 유입된 피처리액이 외측에서 내측 방향으로 통과되며 여과되도록 하는 섬유사 여과부;

   상기 섬유사 여과부의 외측면을 감싸도록 배치되되, 둘레방향으로 상호 이격된 적어도 두 개 이상의 분할판으로 분할되어 배치되고, 상기 각 분할판에는 다수의 관통공이 형성되어 있고, 상기 분할판들은 탄성을 지닌 연결부재에 의해 상호 연결되어 있어서 상기 섬유사 여과부를 가압하는 여과부 가압판;

   상기 여과부 가압판의 각 분할판을 상기 여과집수관과 멀어지는 방향으로 잡 아당길 수 있는 액추에이터; 및

   상기 여과통의 하부 타측에 구비되고 밸브가 구비된 역세 농축배수 배출구;를 포함하여 구성되고,

   상기 여과수 배출구는, 각각 밸브를 구비한 여과수 배출관과 역세수 주입관으로 분관되어 있고,

   상기 여과공정시, 상기 액추에이터는 상기 여과부 가압판을 소정의 정도로 잡아당겨 상기 섬유사 여과부를 가압하는 정도를 조정하는 것이 가능하고, 이에 따라 상기 섬유사들의 충전밀도가 조정되어 여과되는 고형물질의 크기가 제어가능하고,

   상기 역세공정시, 상기 액추에이터는 상기 여과부 가압판을 소정의 정도로 잡아당겨 상기 섬유사들이 상호 느슨해져 충전밀도가 낮아지도록 하고, 상기 여과수 배출관의 밸브는 차단되고 상기 역세수 주입관으로부터 역세수가 상기 여과집수관으로 유입된 후 상기 섬유사 여과부를 내측에서 외측방향으로 통과하며 섬유사들 사이에 포획된 고형물질과 함께 상기 역세 농축배수 배출구로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 섬유사 여과장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 섬유사 여과부는, 그 상단부와 하단부 각각이, 섬유, 고무 중 어느 하나의 재질로 만들어진 결속띠에 의해 감싸져서 고정되되,

   상기 낱낱의 섬유사는, 상기 상단부와 하단부의 결속띠의 상호 이격된 거리 보다 길게 되어 있어서, 상기 결속띠에 의해 고정된 상태에서 직선형태가 아닌 완만한 곡선을 이루도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유사 여과장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 여과통 내부의 상부와 하부에는 각각 상판부재와 하판부재가 구비되되,

   상기 상판부재와 하판부재의 각각은 그 중앙에 원형의 관통공이 형성되고, 그 외주는 상기 여과통의 내측면에 밀폐결합되고,

   상기 상판부재의 관통공의 내주에는 상기 섬유사 여과부의 상단부에 결속띠가 결합되고, 상기 하판부재의 관통공의 내주에는 상기 섬유사 여과부의 하단부에 결속띠가 결합된 것을 특징으로 하는 섬유사 여과장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 여과부 가압판은 3개 혹은 4개의 분할판으로 이루어지고, 각 분할판의 수평방향 단면은 원호형태이고,

   상기 연결부재는 고무재질의 링형상이고,

   상기 각 분할판의 세로방향의 양측 테두리에는 각각 세로 방향으로 배치된 고정핀이 구비되고,

   상기 근접하는 두 개의 고정핀들에 상기 링형상의 연결부재가 탄성변형된 상태로 걸려 지지된 것을 특징으로 하는 섬유사 여과장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 각 분할판에는 그 외측면에 브라켓이 구비되고,

   상기 액추에이터에는 직선운동을 하는 실린더로드가 구비되고,

   상기 각 브라켓과 상기 실린더로드는 와이어에 의해 각각 연결되어 있어서, 상기 실린더로드의 이동에 따라 상기 각 분할판의 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 섬유사 여과장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 여과집수관의 하부의 내부에는 차단판이 더 구비되고,

   상기 여과집수관의 하면판에는, 여과집수관의 내부로 압축공기를 공급할 수 있는 공기주입관이 더 구비되어,

   상기 역세공정시, 상기 공기주입관으로부터 공급되는 압축공기가 상기 차단판의 하부에 위치된 여과집수관의 다수의 관통공들을 통하여 상기 섬유사 여과부의 내부로 불어 들어가도록 구성된 것을 특징으로 하는 섬유사 여과장치.

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