KR20100121278A - 여과장치 - Google Patents

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Abstract

여과장치가 개시된다. 일측에 유입도관이 연결되고, 타측에 유출도관이 연결된 하우징, 유입도관으로부터 유입되는 유체를 필터링하도록 하우징 내부에 설치되는 복수의 필터, 복수의 필터 중 적어도 하나에 의하여 걸러지는 이물질을 하우징 외부로 배출하기 위하여 일측 개구가 복수의 필터 중 적어도 하나의 하측에 위치되도록 작동가능하며, 타측 개구가 하우징의 외부로 유체 소통가능하게 연결된 배출부, 배출부 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절부재를 포함하고, 복수의 필터에 의하여 필터링이 이루어지는 동안, 압력조절부재에 의하여 배출부 내부의 압력이 조절됨으로써, 복수의 필터 중 적어도 하나의 필터에 의하여 걸러진 이물질이 하우징의 외부로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 여과장치는, 일부의 필터에 대해서만 역류를 형성하여 선택적으로 역세척을 함으로써 여과작업을 중단하지 않고 역세척을 할 수 있다.
여과, 역세척, 회전

Description

여과장치{Filtering apparatus}
본 발명은 여과장치에 관한 것으로, 보다 상세하게, 필터의 세척을 효율적으로 할 수 있도록 하는 구성을 갖는 여과장치에 관한 것이다.
일반적으로, 필요한 용수를 얻기 위하여 선박에서는 해수나 담수를 여과하는 여과장치가 사용된다. 또한, 해수로부터 담수를 얻는 해수담수화 설비에서도 해수의 전처리 과정에 여과장치가 사용된다.
이러한 여과장치는 내부에 장착된 필터를 이용하여 유체를 여과한다. 그런데, 일반적인 필터에서는 사용 기간이 경과됨에 따라 필터의 체눈이 막히는 현상이 발생된다. 이에 따라, 필터의 효율이 감소하거나 필터에 걸리는 압력차가 커져서 체눈이 손상되어서, 필터를 자주 교환하거나 직접 청소해 주어야 하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 필터의 역세척 방법이 사용되고 있다. 역세척 은, 일시적으로 유체를 필터의 정수방향과 반대 방향으로 필터에 통과시켜서 필 터에 누적된 이물질을 제거하는 방법이다.
그런데, 종래기술에 따른 여과장치는, 역세척을 수행하기 위해서 유체의 흐름을 역류 시켜야 하므로 여과작업을 중단해야 하는 문제가 있었다.
또한, 종래기술에 따른 여과장치에서는 필터의 체눈 사이즈가 하나로 정해져 있었다. 그러므로, 작은 사이즈의 이물질까지 제거하기 위해 작은 사이즈의 체눈을 사용할 경우에, 필터의 막힘이 자주 발생하여 역세척의 주기가 짧아지고 장시간 역세척하여야 하는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 여과작업을 중단하지 않고 역세척이 가능하며, 역세척 빈도와 시간을 줄이는 여과장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 일측에 유입도관이 연결되고, 타측에 유출도관이 연결된 하우징, 상기 유입도관으로부터 유입되는 유체를 필터링하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 복수의 필터, 상기 복수의 필터 중 적어도 하나에 의하여 걸러지는 이물질을 상기 하우징 외부로 배출하기 위하여 일측 개구가 상기 복수의 필터 중 적어도 하나의 하측에 위치되도록 작동가능하며, 타측 개구가 하우징의 외부로 유체 소통가능하게 연결된 배출부, 상기 배출부 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절부재를 포함하고, 상기 복수의 필터에 의하여 필터링이 이루어지는 동안, 상기 압력조절부재에 의하여 상기 배출부 내부의 압력이 조절됨으로써, 상기 복수의 필터 중 적어도 하나의 필터에 의하여 걸러진 이물질이 상기 하우징의 외부로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 여과장치가 제공된다.
이 때, 상기 하우징 내부에 설치되며, 복수의 홀이 형성되어 상기 유체가 상기 복수의 홀만을 관통하여 지나도록 형성되는 격벽을 포함하고, 상기 복수의 필터는, 상기 격벽을 기준으로 상기 유체 흐름 방향의 하류 측에서, 상기 복수의 홀에 접하여 설치될 수 있다.
또한, 상기 유입도관은 상기 유출도관보다 하측에 위치되며, 상기 복수의 필터는 상기 유입도관과 상기 유출 도관 사이의 높이에 설치될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 필터 각각은 중공 형상인 원기둥 형태로 형성되며, 상기 원기둥의 측면벽에 여과망이 설치되고, 상기 복수의 홀에 접한 일측면만이 상류측으로 개방된 형태를 이룰 수 있다.
한편, 상기 유입도관은 상기 유출도관보다 상측에 위치되며, 상기 복수의 필터는 상기 유입도관과 상기 유출 도관 사이의 높이에 설치될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 필터 각각은 중공 형상인 원기둥 형태로 형성되며, 상기 원기둥의 측면벽에 여과망이 설치되고, 상기 복수의 홀에 접한 일측면 및 타측면이 모두 개방된 형태를 이루며, 상기 원기둥 형상의 필터 중 적어도 어느 하나에는 상기 배출부의 일측 개구가 상기 필터의 타측면에 인접하게 위치되면 상기 필터의 일 측면은 막히도록 형성되며, 나머지 필터들의 타측면은 막히도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 복수의 홀은 상기 격벽에 동심원 상으로 배열되며, 상기 배출부는 상기 동심원 상으로 배열된 홀의 하측에 선택적으로 연통되도록, 상기 동심원의 중심에 설치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 형성될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 홀은 상기 격벽에 방사형으로 배열되며, 상기 배출부의 일측 개구는 상기 방사형으로 배열된 복수의 홀 하측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 배출부는 상기 회전축에 설치된 배출도관을 통하여 상기 하우징의 외부와 유체 소통가능하게 연결될 수 있다.
또한, 상기 회전축을 회전시키도록 상기 하우징에 설치되는 모터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 배출부의 위치를 인식하는 위치인식센서를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 압력조절부재는 유량 조절 밸브일 수 있다.
또한, 상기 복수의 필터는 2단으로 형성되며, 상기 2단으로 형성되는 복수의 필터는 유체 흐름 방향을 따라 상하로 배치될 수 있다.
이 때, 상기 2단의 필터 중 유체 흐름 방향으로 하류측에 위치되는 필터가 상류측에 위치되는 필터보다 더 조밀한 체눈을 갖도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 유입도관에는 살균제를 주입하는 살균제 주입장치가 연결될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 내벽을 따라 설치되며, 상기 복수의 필터로 자외선을 조사하는 자외선 램프를 더 포함될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 필터에 부착되는 광촉매를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 램프를 세척하는 브러시를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 일부의 필터에 대해서만 역류를 형성하여 선택적으로 역세척을 함으로써, 여과작업을 중단하지 않고 역세척을 할 수 있다.
또한, 필터의 막힘을 형상이 발생하는 빈도를 줄임으로써, 역세척 빈도와 시간을 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)를 나타낸 단면도이고, 도 2는, 여과장치(100)의 여과부를 구체적으로 도시하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)의 1차 여과부에서 복수의 필터(120)와 배출부(160)의 흡입암(165) 배치를 나타낸 평면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)는, 유입도관(112)을 통하여 유입된 유체를 여과시켜 여과된 유체는 유출도관(114)으로 내보내고 걸러진 이물질은 배출도관(170)으로 배출하는 장치로서, 하우징(110), 복수의 필터(120, 125), 배출 부(160), 회전부(150) 및 압력조절부재(180)로 이루어진다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)는 두 개의 여과부로 이루어진다. 하나의 여과부는 복수의 필터(120, 125)와 배출부(160)로 구성되며, 유체 여과경로에서 상류에 위치하는 1차 여과부와 1차 여과부에서 여과된 유체를 다시 여과하는 2차 여과부로 이루어진다. 본 실시예에서 1차 여과부와 2차 여과부는 필터(120, 125)의 사이즈를 제외한 구성이 동일하므로, 이하에서는 1차 여과부를 중심으로 설명한다.
하우징(110)은 유입도관(112)와 유출도관(114) 사이에 유체의 유동경로를 형성하며, 여과가 이루어지도록 여과부의 다른 구성요소가 설치되는 공간을 제공하는 부분이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)의 하우징(110)은 속이 비어 있는 원통형상이다. 그리고, 하우징(110)의 하단부는 유입도관(112)과 연결되고, 상단부는 유출도관(114)과 연결된다. 본 실시예에서는 후술할 배출부(160)에 의한 이물질 흡입이 용이하도록, 후술할 복수의 필터(120)의 개구가 아래를 향하게 형성되며, 유체도 이에 상응하여 하우징(110)의 하단부에서 상단부로 흐를 수 있도록 유입도관(112)과 유출도관(114)이 배치된다.
한편, 하우징(110)의 내부에는 후술할 복수의 필터(120)를 설치할 격벽(130)이 하우징(110)를 횡으로 가로질러서 형성된다. 이 때, 격벽(130)에는 복수의 관통홀(130a)이 형성되어서 유입된 유체는 관통홀(130a)을 관통해서만 흐를 수 있다.
복수의 필터(120)는 여과장치(100)에 유입된 유체를 필터링하는 부분으로, 하우징 내부에 설치된다. 복수의 필터(120)에는 유체를 여과하는 여과면과, 역세척 시에 걸러진 이물질을 배출하기 위한 배출구가 형성된다. 또한, 복수의 필터(120)는 유입도관(112)과 유출도관(114) 사이의 유동경로 상에 설치되어야 하므로, 유입도관(112)와 유출도관(114) 사이의 높이에 설치된다.
도 1 내지 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)에서 복수의 필터(120)는 외주면에 여과면을 가지는 중공 형상의 원기둥 형태로 형성된다. 그리고, 복수의 필터(120)는, 상술한 격벽(130)을 기준으로 유체 흐름 방향의 하류 측에서, 격벽(130)에 형성된 복수의 관통홀(130a)에 접하여 설치된다. 이에 따라, 유입된 유체는 관통홀(130a)을 통하여 복수의 필터(120)로 유입된다.
구체적으로, 필터(120)의 측면벽에는 여과망이 설치되고, 격벽(130)의 관통홀(130a)에 접하는 필터(120)의 일측면만이 상류측으로 개방된 형태를 가진다. 그리고, 복수의 필터(120)는 격벽(130)에 형성된 관통홀(130a)에 하단부가 고정되어 설치되며, 복수의 필터(120)의 상단부는 필터 고정부재(140)에 의해 고정된다. 이 때, 필터(120)가 상류측으로 개방되도록, 필터(120)의 하단부에는 격벽(130)의 관통홀(130a)과 연통되는 개구가 형성된다. 개구는, 여과과정에서 유체가 흡입되는 유입구 역할을 하며, 역세척 과정에서는 복수의 필터(120)에 걸러진 이물질이 배출되는 배출구 역할을 한다. 이에 대한 구체적 내용은 후술한다.
또한, 본 실시예에서 격벽(130)은 원통형의 하우징(110)에 설치되도록 원판 형태로 형성되며, 격벽(130)에 형성된 복수의 관통홀(130a)은 격벽(130)에 동심원 상으로 배열되어 있다. 이에 따라, 복수의 필터(120)는 격벽(130)의 중심에서 일정한 간격을 가지며 동심원 상에 배치된다. 또한, 복수의 동심원 상에 위치한 복수의 필터(120)는 원의 중심을 향하여 방사형으로 배치된다. 이에 따라, 후술할 회전부(150)의 회전에 의해서, 역세척에 필요한 필터로 배출부(160)를 쉽게 위치시킬 수 있다.
한편, 여과의 효율을 높이기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)에서 1차 여과부와 2차 여과부에는 체눈의 크기가 다른 복수의 필터(120, 125)가 사용된다. 1차 여과부의 필터(120)는 큰 사이즈의 체눈을 사용하여 비교적 큰 사이즈의 이물질을 걸러내고 2차 여과부의 필터(125)는 작은 사이즈의 체눈을 사용하여 미세한 이물질을 걸러낸다. 그러면, 하나의 필터로 미세한 이물질을 걸러낼 때에 비하여 필터에 걸리는 부하가 감소하게 된다. 또한, 필터의 막힘 현상이 발생하는 빈도도 감소하게 된다.
도 3에서 도시되는 1차 여과부의 필터(120) 사시도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)는, 1차 여과부의 필터(120)로서 웨지 와이어 필터(wedge wire filter)를 사용한다. 웨지 와이어 필터는 외측으로 모서리가 형성되는 삼각형의 단면을 가지므로, 역세척 시에 역류되는 유체의 유속이 빨라지게 하여 이물질을 효과적으로 제거하는 장점이 있다.
그리고, 도 4에서 도시되는 2차 여과부의 필터(125) 사시도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)는, 2차 여과부의 필터(125)로서 와이어 메쉬 필터 (wire mesh filter)를 사용한다. 와이어 메쉬 필터는 여러 개의 격자망이 겹쳐져서 형성되므로, 작은 사이즈의 체눈을 형성하여 미세한 이물질을 걸러낼 수 있는 장점이 있다.
배출부(160)는 복수의 필터(120)에서 걸러진 이물질을 흡입하는 역세척을 수행하는 부분으로, 이물질을 배출하는 배출도관(170)이 복수의 필터(120)와 선택적으로 연통되도록 한다.
구체적으로, 배출부(160)의 일측에 형성된 개구가 역세척을 수행할 필터의 하측에 위치한 배출구와 선택적으로 연통될 수 있도록, 배출부(160)는 배출부(160)의 일측이 복수의 필터(120) 중 적어도 어느 하나의 하측에 위치할 수 있게 작동된다. 그리고, 배출부(160)의 타측 개구는 하우징(110)의 외부로 유체 소통이 가능하게 연결된다.
도 1 내지 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)에서 배출부(160)는, 후술할 회전부(150)의 회전축(152)에 결합되어 복수의 필터(120)가 배치된 격벽(130)의 아래 면을 따라 회전하는 흡입암(165)을 포함한다. 그리고, 흡입암(165)의 상면에는 이물질을 흡입하는 흡입구가 형성된다. 따라서, 회전축(152)의 회전에 의하여 흡입암(165)이 역세척을 수행할 필터가 위치한 격벽(130)의 관통홀(130a) 아래에 위치하면, 흡입구와 역세척을 수행할 필터의 배출구가 연통되어 역세척을 수행할 수 있다. 구체적인 역세척 과정은 후술한다.
한편, 흡입암(165)은 배출도관(170)과 연통되는 흡입도관(167)과 연통된다. 이에 따라, 흡입구에 흡입된 이물질은 흡입도관(167)을 거쳐서 배출도관(170)을 통해 배출된다.
또한, 본 실시예에 따른 여과장치(100)는 1차 여과부와 2차 여과부의 2단 구성을 가지고 있으므로, 이물질을 모아서 한번에 배출하기 위하여 흡입도관(167)에 의하여 각 흡입암(165)이 연통되어 있다.
회전부(150)는 배출부(160)를 회전시켜서 역세척을 수행할 복수의 필터(120)의 배출구와 배출부(160)를 연통시키는 역할을 한다. 이를 위해, 배출부(160)와 결합되는 회전축(152) 및 회전축(152)을 구동하는 모터(151)로 구성된다. 그리고, 회전부(150)에는 배출부(160)의 위치를 감지하도록 위치인식센서(154)가 설치될 수 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)에서 회전축(152)은 상술한 격벽(130)의 관통홀(130a)이 배열되는 동심원의 중심에 회전가능하게 설치되며, 흡입암(165) 및 흡입도관(167)과 결합된다. 여기서, 배출부(160)는 회전축(150)에 설치된 배출도관(170)을 통하여 하우징의 외부로 유체 소통가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 회전축(152)은 하우징(110) 상부에 위치한 모터(151)에 의하여 구동된다. 한편, 위치인식센서(154)는 회전축(152) 상부에 연결되어, 회전축(152)의 회전을 감지함으로써 배출부(160)의 위치를 인식한다.
압력조절부재(180)는 역세척 시에 역세척되는 필터에서 배출부(160)로 유체가 흐르도록 배출부(160) 내부의 압력을 조절하는 부분으로, 압력조절부재(180)는 배출부(160) 내부에 음(-)압을 형성함으로써 배출부(160)를 통하여 이물질이 배출되는 것을 제어한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)에서는, 압력조절부재(180)로 배출도관(170)의 개폐를 제어하는 유량조절밸브가 사용된다. 그리고, 역세척 시에 배출부(160)의 흡입력이 유지되도록, 배출부(160)에서 유체를 빨아들이는 배출펌프(185)가 배출도관(170)에 연결된다.
한편, 여과장치(100)에서 복수의 필터(120)에 생물 및 미생물이 부착되어 증식되는 것을 방지하기 위하여, 유입도관(112)에는 살균제를 주입하는 살균제 주입장치가 연결될 수 있다. 특히, 여과장치(100)가 선박에 사용되는 경우에는, 여과장치(100)에 밸러스트수 처리장치에서 발생하는 살균물질(예를 들면, 차아연소산 나트륨, 오존, 수산화라디칼 등)을 살균제 주입구(118)에 주입하여 복수의 필터(120)를 살균한다.
이상에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)의 구성에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 상기 구성을 가지는 여과장치(100)의 작동에 대하여 살펴본다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)의 여과과정을 나타낸 단 면도이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 유입도관(112)에서 유체가 유입되면 유체는 격벽(130)에 형성된 관통홀(130a)을 통하여 복수의 필터(120)로 유입된다. 복수의 필터(120)로 유입된 유체는 복수의 필터(120)의 여과면을 거쳐서 여과되어 복수의 필터(120) 외부로 배출되며, 이물질은 복수의 필터(120)의 내벽에 남게 된다. 그리고, 외부로 배출된 유체는 필터 고정부재(140)에 형성된 관통홀(140a)에 의해 여과부에서 배출된다. 본 실시예의 여과장치(100)는 1차 여과부와 2차 여과부의 2단 구성되므로, 1차 필터(120)를 거친 유체는 2차 필터(125)를 거치면서 상기의 과정을 반복하게 된다. 이를 위해, 2단으로 형성되는 복수의 필터(120, 125)는 유체 흐름 방향을 따라 상하로 배치된다.
그런데, 상술한 여과과정이 지속되면 복수의 필터(120)의 내부벽에는 이물질이 부착되어 여과의 효율이 떨어진다. 따라서, 이물질을 제거하기 위해서 역세척이 필요하게 된다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)의 역세척과정을 나타낸 단면도이다.
복수의 필터(120)에 이물질이 부착되면 저항에 의하여 유입되는 유체의 압력과 유출되는 유체의 압력에서 차이가 발생한다. 이를 감지하기 위하여, 본 실시예에 따른 여과장치(100)의 유입도관(112)과 유출도관(114)에는 압력센서(116)가 설치된다. 압력센서(116)에 의해 소정의 압력 차가 감지되면, 역세척 과정이 수행된다.
역세척을 수행하기 위하여, 모터(151)는 회전하여 역세척을 수행할 복수의 필터(120)와 연통되는 격벽(130)의 관통홀(130a)에 흡입암(165)을 위치시킨다. 흡입암(165)에는 흡입구가 형성되어 있으므로 복수의 필터(120)의 배출구와 흡입암(165)의 흡입구는 관통홀(130a)을 통하여 연통된다. 이 때, 높이에 의한 압력차 또는 배출펌프(185)에 의한 압력차에 의하여 흡입구에 음(-)압이 발생되면, 유체는 복수의 필터(120)의 내부로 역류하게 된다. 이에 따라, 복수의 필터(120)의 여과면 내부에 부착된 이물질은 역류되는 유체에 의해 떨어지고 흡입구를 통하여 배출도관(170)으로 배출된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)는, 여과과정에서 복수의 필터(120, 125) 중에서 일부의 필터만을 선택적으로 세척할 수 있다. 따라서, 역세척을 위하여 여과장치(100)의 가동을 중지하지 않아도 된다. 또한, 1차 여과부의 필터(120)와 2차 여과부의 필터(125)의 사이즈를 다르게 함으로써 필터의 막힘 현상을 줄일 수 있다. 본 실시예에서는, 2단의 필터(120, 125) 중 유체 흐름 방향으로 하류측에 위치되는 2차 여과부의 필터(125)가, 상류측에 위치되는 1차 여과부의 필터(120)보다 더 조밀한 체눈을 갖도록 형성된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치(100)에서는 1차 여과부와 2차 여과부로 이루어진 2단의 여과부가 제시되었다. 그러나, 본 발명의 여과장치는 이에 한정되지 않으며 하나의 여과부 또는 3단, 4단 여과부 등과 같이 당업자가 변형할 수 있는 다양한 형태로 실시가 가능하다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)를 나타낸 절개도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)는, 유입도관이 유출도관보다 상측에 위치되며, 복수의 필터(220, 225)에 별도의 유입구가 형성된다는 점과 복수의 필터(220, 225)의 배출구와 선택적으로 연통되어 역세척을 수행하는 배출부가 다르게 구성된다 점에서 제1 실시예와 차이가 있다. 이하에서는 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 배출부를 중심으로 설명하고 제1 실시예와 동일한 내용은 생략한다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)는 상술한 제1 실시예와 마찬가지로 두 개의 여과부로 이루어진다. 이하에서는 1차 여과부를 중심으로 설명한다.
도 7 내지 도 8에 나타난 바와 같이, 복수의 필터(220)는 유입도관(212)와 유출도관(214) 사이의 유동경로 상에 설치되어야 하므로, 유입도관(212)와 유출도관(214) 사이의 높이에 설치된다.
그리고, 복수의 필터(200) 각각은 중공 형상인 원기둥 형태로 형성되며, 필터(200)의 측면벽에 여과망이 설치되고, 격벽(230)의 관통홀(230a)에 접한 일측면 및 타측면이 모두 개방된 형태를 이루어진다.
구체적으로, 복수의 필터(220)의 유입구는 별도로 격벽(230)과 연통되도록 상측을 향하여 개구되어 형성된다. 그리고, 복수의 필터(220)의 이물질이 후술할 흡입판(242)에 의해 용이하게 흡입되도록 복수의 필터(220)의 배출구는 하측을 향하여 개구된다.
배출부(260)는 복수의 필터(220)의 배출구의 개폐를 조절하는 흡입판(242)과, 복수의 필터(220)의 유입구의 개폐를 조절하는 유입차단부재(232) 및 흡입판(242)의 관통홀(242a)에 의해 복수의 필터(220)와 연통되어 이물질을 모으는 호퍼(240)로 이루어진다. 이에 따라, 복수의 필터(200) 중 적어도 어느 하나에는 배출부(260)의 일측 개구가 필터 타측면의 배출구에 인접하게 위치되면, 필터 일측면의 유입구는 막히도록 형성된다. 이 때, 나머지 필터들의 타측면 배출구는 막히도록 형성된다.
흡입판(242)은 복수의 필터(220)의 배출구를 커버하며, 선택적으로 배출구의 개폐를 조절하는 부분이다. 이를 위해, 배출구를 커버할 수 있는 판재형상으로 형성되며, 선택적으로 배출구가 열리도록 관통홀(242a)이 형성되고 회전축에 결합된다. 회전축의 회전에 의하여 흡입판(242)의 관통홀(242a)이 역세척될 복수의 필터(220)의 배출구에 위치되어 후술할 호퍼(240)와 연통된다.
도 8에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)에서 흡입판(242)은 호퍼(240)의 내부에 회전축에 결합되어 설치된다. 그리고, 흡입판(242)은 복수의 필터(220)의 아래에서 배출구를 커버한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 흡입판(242)을 나타낸 평면도이다.
도 9에 나타난 바와 같이, 흡입판(242)은 원판형상이고, 한쪽 측면에 관통 홀(242a)이 형성되어 있다. 이에 따라, 흡입판(242)이 회전되면, 관통홀(242a)이 이동하여 복수의 필터(220) 중에 역세척을 수행할 필터의 배출구가 오픈된다.
유입차단부재(232)는 역세척이 수행될 때, 역세척되는 필터로 유체가 유입되는 것을 차단하는 부분이다. 구체적으로, 흡입판(242)에 의해 배출구가 오픈되는 필터(220)의 유입구를 커버한다. 이를 위해, 흡입판(242)의 관통홀(242a)과 대응되는 위치에서 회전축에 결합된다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 유입차단부재(232)를 나타낸 평면도이다.
도 8 및 도 10에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 유입차단부재(232)는 필터의 배출구의 반대편에 위치한 필터의 흡입구를 커버하도록 흡입판(242)의 관통홀(242a)에 대향하여 회전축에 결합된다. 이에 따라, 흡입판(242)의 관통홀이 역세척을 수행할 필터의 배출구를 오픈시키면, 유입차단부재(232)는 필터의 흡입구를 커버한다. 따라서, 필터(220)의 여과면을 통하여 역류가 발생하여 역세척이 이루어진다. 구체적 역세척 과정은 후술한다.
호퍼(240)는 역세척 시에 이물질을 모으는 부분으로, 흡입판(242)의 관통홀(242a)에 의하여 필터(220)의 배출구와 연통된다. 또한, 이물질을 배출하기 위하여 배출도관(270)과 연통된다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 호퍼(240)를 나타낸 평면도이다.
도 8 및 도 11에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 호퍼(240)는 이물질을 효과적으로 모을 수 있도록 속이 빈 반구형상 또는 원추형상이다. 그리고, 호퍼(240)의 상면에는 관통홀(240a)이 형성되어 배출구가 형성된 필터(220)의 하단부가 고정되고, 호퍼(240)의 관통홀(240a) 아래에는 흡입판(242)이 설치된다. 이에 따라, 흡입판(242)의 관통홀(242a)을 통하여 흡입된 이물질은 호퍼(240)에 의해 모아져 배출도관으로 배출된다.
이상에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 구성을 중심으로 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 작동을 살펴본다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 여과과정을 나타낸 단면도이다.
도 12에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)에서 유입도관을 통해 유입된 유체는 격벽(230)의 관통홀(230a)을 통하여 복수의 필터(220)의 유입구로 유입된다. 그리고 내부로 유입된 유체는 복수의 필터(220)의 여과면을 거쳐 복수의 필터(220) 밖으로 배출되어 여과되며, 이물질은 복수의 필터(220) 내부에 침전된다. 한편, 복수의 필터(220)에 이물질이 부착되면 상술한 바와 같이 유입도관(212)과 유출도관(214)에 압력차를 발생시키므로, 이를 감지하여 역세척을 수행한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치(200)의 역세척 과정을 나타낸 단면도이다.
역세척을 수행하기 위하여, 모터(251)가 회전하여 역세척을 수행할 필터의 배출구에 흡입판(242)의 관통홀(242a)을 위치시킨다. 그러면, 유입차단부재(232)는 역세척을 수행할 필터의 유입구를 차단한다. 이에 따라, 역세척을 수행할 필터의 배출구와 호퍼(240)는 흡입판(242)의 관통홀(242a)에 의하여 연통된다. 이 때, 높이에 의한 압력차 또는 배출펌프에 의한 압력차에 의하여 호퍼(240) 내부에 음(-)압이 발생되면, 유체는 필터(220)의 내부로 역류하게 된다. 이에 따라, 역세척을 수행할 필터의 여과면 내부에 부착된 이물질은 역류되는 유체에 의해 떨어지고 필터의 흡입구를 통하여 배출도관(270)으로 배출된다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 여과장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 여과장치는 복수의 필터(220, 225)를 살균하기 위한 자외선 램프(290)가 설치된다는 점에서 제2 실시예와 차이가 있다. 이하에서는 제1 및 제2 실시예와 동일한 부분의 설명은 생략한다.
자외선 램프(290)는 복수의 필터(220, 225)에 생물 및 미생물이 부착되어 증식되는 것을 방지하기 위하여, 복수의 필터(220, 225)에 자외선을 조사하는 부분이다.
도 14에 나타난 바와 같이, 여과장치에 설치된 복수의 필터(220, 225)를 고 르게 살균하기 위하여 하우징(210)의 내벽을 따라 원형으로 배치된다.
이 때, 광촉매(297)를 복수의 필터(220, 225)에 부착함으로써 살균력을 향상시킬 수 있다. 광촉매로는 이산화티탄과 같은 금속산화막이 사용될 수 있다.
또한, 역세척 시에 자외선 램프(290)도 세척할 수 있도록, 브러시(296) 및 브러시를 지지하며 회전부과 결합되는 세척암(295)으로 구성되는 램프 세척부가 설치된다.
도 14에 나타난 바와 같이, 세척암(295)은 흡입판(242, 247)의 외측에 결합되어 역세척 시에 같이 자외선 램프(290)를 마주하며 회전한다. 이 때, 세척암(295)에는 브러시(296)가 결합되어 회전 시에 자외선 램프(290)를 세척한다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치에 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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치의 1차 여과부에서 복수의 필터와 배출부의 흡입암 배치를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치의 1차 여과부의 필터를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치의 2차 여과부의 필터를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치의 여과과정을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과장치의 역세척 과정을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치를 나타낸 절개도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치의 흡입판을 나타낸 평면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치의 유입차단부재를 나타낸 평면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치의 호퍼를 나타낸 평면도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치의 여과과정을 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과장치의 역세척 과정을 나타낸 단 면도.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 여과장치를 나타낸 단면도.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
100, 200: 여과장치 110, 210: 하우징
112, 212: 유입도관 114, 214: 유출도관
116, 216: 압력센서 118, 218: 살균제 주입구
120, 125, 220, 225: 필터 130, 135, 230, 235: 격벽
140: 필터 고정부재 150, 250: 회전부
151, 251: 모터 152, 252: 회전축
154, 253: 위치인식센서 160, 260: 배출부
165: 흡입암 167: 흡입도관
170, 270: 배출도관 180, 280: 압력조절부재
185, 285: 배출펌프 232, 237: 유입차단부재
240, 245: 호퍼 242, 247: 흡입판
290: 자외선 램프 295: 세척암
296: 브러시 297: 광촉매

Claims (18)

  1. 일측에 유입도관이 연결되고, 타측에 유출도관이 연결된 하우징;
    상기 유입도관으로부터 유입되는 유체를 필터링하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 복수의 필터;
    상기 복수의 필터 중 적어도 하나에 의하여 걸러지는 이물질을 상기 하우징 외부로 배출하기 위하여 일측 개구가 상기 복수의 필터 중 적어도 하나의 하측에 위치되도록 작동가능하며, 타측 개구가 하우징의 외부로 유체 소통가능하게 연결된 배출부 및
    상기 배출부 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절부재를 포함하고,
    상기 복수의 필터에 의하여 필터링이 이루어지는 동안, 상기 압력조절부재에 의하여 상기 배출부 내부의 압력이 조절됨으로써, 상기 복수의 필터 중 적어도 하나의 필터에 의하여 걸러진 이물질이 상기 하우징의 외부로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부에 설치되며, 복수의 홀이 형성되어 상기 유체가 상기 복수의 홀만을 관통하여 지나도록 형성되는 격벽을 포함하고,
    상기 복수의 필터는, 상기 격벽을 기준으로 상기 유체 흐름 방향의 하류 측 에서, 상기 복수의 홀에 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유입도관은 상기 유출도관보다 하측에 위치되며, 상기 복수의 필터는 상기 유입도관과 상기 유출 도관 사이의 높이에 설치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 필터 각각은 중공 형상인 원기둥 형태로 형성되며,
    상기 원기둥의 측면벽에 여과망이 설치되고, 상기 복수의 홀에 접한 일측면만이 상류측으로 개방된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유입도관은 상기 유출도관보다 상측에 위치되며, 상기 복수의 필터는 상기 유입도관과 상기 유출 도관 사이의 높이에 설치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 필터 각각은 중공 형상인 원기둥 형태로 형성되며,
    상기 원기둥의 측면벽에 여과망이 설치되고, 상기 복수의 홀에 접한 일측면 및 타측면이 모두 개방된 형태를 이루며,
    상기 원기둥 형상의 필터 중 적어도 어느 하나에는 상기 배출부의 일측 개구가 상기 필터의 타측면에 인접하게 위치되면 상기 필터의 일측면은 막히도록 형성되며, 나머지 필터들의 타측면은 막히도록 형성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 상기 격벽에 동심원 상으로 배열되며,
    상기 배출부는, 상기 동심원 상으로 배열된 홀의 하측에 선택적으로 연통되도록, 상기 동심원의 중심에 설치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 상기 격벽에 방사형으로 배열되며,
    상기 배출부의 일측 개구는 상기 방사형으로 배열된 복수의 홀 하측에 배치 되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배출부는 상기 회전축에 설치된 배출도관을 통하여 상기 하우징의 외부와 유체 소통가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 회전축을 회전시키도록 상기 하우징에 설치되는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 회전축을 중심으로 회전하는 배출부의 위치를 인식하는 위치인식센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 압력조절부재는 유량 조절 밸브인 것을 특징으로 하는 여과장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 필터는 2단으로 형성되며, 상기 2단으로 형성되는 복수의 필터는 유체 흐름 방향을 따라 상하로 배치되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 2단의 필터 중 유체 흐름 방향으로 하류측에 위치되는 필터가 상류측에 위치되는 필터보다 더 조밀한 체눈을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유입도관에는 살균제를 주입하는 살균제 주입장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽을 따라 설치되며, 상기 복수의 필터로 자외선을 조사하 는 자외선 램프를 더 포함하는 여과장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 필터에 부착되는 광촉매를 더 포함하는 여과장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 자외선 램프를 세척하는 브러시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
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