KR20130005898A - 정수장치의 필터간 유량 균등분배 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 멤브레인 필터에 균일한 수압 및 수량을 제공할 수 있는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 관한 것으로서, 이를 위하여 일단에 유입구 홀이 형성되고, 타단이 밀폐된 중공된 파이프 형상의 외측 유입유로와, 외측 유입유로의 외주면 일측에 외측 유입유로의 내부와 연통되도록 연장 형성되는 복수의 분배유로 및, 외측 유입유로의 내부에 삽입되며, 일단에 원수 유입구가 형성되어 외측 유입유로의 유입구 홀을 통하여 외부에 노출되고, 타단에 원수 회귀구가 천공(穿孔)된 중공형의 파이프 형상으로 형성되되, 외주면 일측에 분배홀이 복수 형성된 내측 유입유로로 구성되는 원수 유입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

정수장치의 필터간 수압 분배 구조{The structure of the dividing water pressure for water treatment system}
본 발명은 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 분배유로가 형성된 외측 유입유로와, 외측 유입유로의 내측에 삽입되는 복수개의 분배홀이 형성된 내측 유입유로로 구성되어 각각의 멤브레인 필터에 균일한 수압 및 수량을 제공할 수 있는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 불순물 등의 오염물질이 함유된 원수를 정화하여 정화수로 여과하는 정수장치에는 미세한 기공이 다량으로 형성된 얇은 막이 구비된 무기막 필터(멤브레인: Membrane)가 장착되어 있다.
정수장치에 원수가 유입되면, 원수는 이 멤브레인 필터를 통과하면서 각종 불순물 등은 필터의 미세기공에 막혀 진입하지 못하고 깨끗한 물만이 필터의 기공을 통과하여 배출됨으로써 정수 과정이 진행되게 된다.
이때, 멤브레인 필터의 미세기공에 막혀 진입하지 못한 불순물 등은 필터 내부에 정체 농축되는데, 이러한 불순물이 일정 농도 이상 농축되게 되면 필터의 기공이 막아 물이 통과하지 못하게 되므로 필터를 주기적으로 교체하여야 한다.
한편, 도 1 과 같이 일반적으로 대용량의 정수장치에 적용되는 멤브레인 필터(20)는 서로 평행하게 설치되는 원수 공급통로(10)와 정화수 배출통로(30) 사이에 복수개가 병렬로 배치되는데, 원통형의 원수 공급통로(10) 상부에 원수 분배로(40)가 복수개 형성되고, 각 분배로(40)의 상부에 멤브레인 필터(20)가 각각 설치되어서 필터(20) 상부의 정화수 배출통로(30)를 통해 배출된다.
이때, 원수 공급통로(10)의 입구와 가까운 곳에 배치된 멤브레인 필터(20)는 높은 수압이 적용되고, 원수 공급통로(10)의 입구와 멀어질수록 수압이 떨어지게 되는데, 동일한 직경의 유로상에서 수압의 차이는 곧 수량의 차이를 뜻하고, 결과적으로 제일 처음의 필터(20)에 걸러지는 물의 양이 상대적으로 많아지게 되는 것을 뜻한다. 따라서, 원수 공급통로(10)의 입구와 가까운 필터에는 상대적으로 많은 양의 불순물이 농축된다.
이러한 필터(20)에 일정 수준 이상으로 불순물이 농축되면 필터(20)를 교체해 주어야 하는데, 이때에는 불순물 농축 정도가 심한 필터(20)만 교체하지 않고 전체 필터(20)를 일괄적으로 교체하여야 하는데, 이러한 교체 시기는 원수 공급통로(10)와 가까운 곳에 배치된 가장 오염정도가 심한 필터(10)를 기준으로 하므로, 원수 공급통로(10)와 먼 곳에 배치된 필터(20)는 수명이 다하지 않아도 교체를 함으로써 불필요한 비용이 지출되는 문제가 있었다.
따라서, 이러한 비용의 낭비를 줄이기 위하여 각 멤브레인 필터에 적용되는 수압을 균일하게 맞출 필요가 있는데, 종래에는 이를 해결하기 위하여 필터에 원수가 분배 공급되는 각각의 원수 분배로의 일측에 밸브를 설치하고 각 밸브를 조절하여 필터에 공급되는 수량을 조절하였다.
그러나, 종래의 방법은 다수개 형성되는 원수 분배로 각각에 밸브 및 압력기를 설치하여야 하므로 장치가 복잡해지고, 초기 설치비용 및 유지 관리비용이 많이 드는 단점이 있었고, 또한, 멤브레인 필터를 통과하는 수량을 조절하기 위하여 밸브를 이용하여 입구를 좁게 만듦으로써 반대급부로 특정 부분에서 수압이 상승하고 이에 따라 부식 등 장치의 수명을 단축시키는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수개의 분배유로(120)가 형성된 외측 유입유로(110)와, 외측 유입유로(110)의 내측에 삽입되는 복수개의 분배홀(133)이 형성된 내측 유입유로(130)로 구성되어서, 각각의 멤브레인 필터(200)에 균일한 수압 및 수량을 제공할 수 있는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 별도의 수압조절장치가 필요없이 각 유로의 구조에 의한 수압 분배를 함으로써 장치의 대형화가 가능하고 설치비를 절감할 수 있는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 관한 것이다.
본 발명의 정수장치의 필터간 수압 분배 구조는, 복수의 필터에 원수를 분배 공급하여 정수를 취하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 있어서, 일단에 유입구 홀(115)이 형성되고, 타단이 밀폐된 중공된 파이프 형상의 외측 유입유로(110)와, 상기 외측 유입유로(110)의 외주면 일측에 상기 외측 유입유로(110)의 내부와 연통되도록 연장 형성되는 복수의 분배유로(120) 및, 상기 외측 유입유로(110)의 내부에 삽입되며, 일단에 원수 유입구(131)가 형성되어 상기 외측 유입유로(110)의 유입구 홀(115)을 통하여 외부에 노출되고, 타단에 원수 회귀구(134)가 천공(穿孔)된 중공형의 파이프 형상으로 형성되되, 외주면 일측에 분배홀(133)이 복수 형성된 내측 유입유로(130), 로 구성되는 원수 유입부(100);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 외측 유입유로(110)와, 외측 유입유로(110)의 내부에 삽입되는 내측 유입유로(130)에 의한 2단계의 수압 분배 구조에 의하여 각각의 멤브레인 필터(200)에 균일한 수압 및 수량을 제공함으로써 멤브레인 필터(200)의 수명을 향상시키고 유지비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 별도의 수압조절장치가 필요없이 각 유로의 구조에 의한 수압 분배를 함으로써 장치의 대형화가 가능하고 설치비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 멤브레인 정수장치의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 유입유로의 분리사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 유입유로의 단면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조를 시뮬레이션한 수량 그래프.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 사시도이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 유입유로의 분리사시도이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 유입유로의 단면도이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 정수장치의 필터간 수압 분배 구조를 시뮬레이션한 수량 그래프이다.
본 발명의 정수장치의 필터간 수압 분배 구조는 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 원수가 유입되는 원수 유입부(100)와, 원수 유입부(100)에 장착되어 유입된 원수를 정화하는 멤브레인 필터(200) 및 멤브레인 필터(200)에서 정화된 정수를 배출하는 정화수 배출부(300)를 포함하여 구성된다.
원수 유입부(100)는, 불순물 등이 포함된 원수를 멤브레인 필터(200)에 균일한 수압으로 공급하여 원수가 정화될 수 있도록 한다. 이를 위하여 일단에 유입구 홀(115)이 형성되고, 타단이 밀폐된 중공된 파이프 형상의 외측 유입유로(110)와, 외측 유입유로(110)의 외주면 일측에 외측 유입유로(110)의 내부와 연통되도록 연장 형성되는 복수의 분배유로(120) 및, 외측 유입유로(110)의 내부에 삽입되며, 일단에 원수 유입구(131)가 형성되어 외측 유입유로(110)의 유입구 홀(115)을 통하여 외부에 노출되고, 타단에 원수 회귀구(134)가 통공된 중공형의 파이프 형상으로 형성되되, 외주면 일측에 분배홀(133)이 복수 형성된 내측 유입유로(130)를 포함하여 구성된다.
이를 좀 더 상세히 설명하면,
외측 유입유로(110)는, 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되어서 중공된 내부에 내측 유입유로(130)가 삽입되며, 일단에는 유입구 홀(115)이 형성되어 내측 유입유로(130)의 원수 유입구(131)가 외부로 노출될 수 있도록 하고, 타측은 밀폐되어 내측 유입유로(130)의 원수 회귀구(134)로 토출되는 윈수가 내측 유입유로(130)의 외주면을 따라 원수 유입구(131) 방향으로 회귀할 수 있도록 한다. 이때, 외측 유입유로(110)의 유입구 홀(115)과 내측 유입유로(130)의 원수 유입구(131)는 밀폐되어야 바람직하며, 도 2 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 유입구 홀(115)은 외측 유입유로(110)의 일단 단부에 형성될 수도 있고 일단 측면부에 형성될 수도 있으며, 단부와 측면부에 모두 형성될 수도 있다.
외측 유입유로(110)의 외주면 일측에는 내부가 중공된 원통형의 분배유로(120)가 복수개 연장형성되어서, 외측 유입유로(110)의 내부와 분배유로(120)의 내부가 서로 연통되며, 본 발명의 실시예에 따르면 각 분배유로(120)는 외측 유입유로(110)의 외주면상에 길이방향으로 동일선상에 위치하는 것이 바람직하며, 이는 분배유로(120)의 상부에 연결되는 멤브레인 필터(200)와 멤브레인 필터(200)의 상부에 연결되는 정화수 배출부(300)가 동일선상에 위치되도록 함으로써 정수의 배출이 원활하게 이루어지고 전체 구조를 단순화하여 장치의 효율적인 활용이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
내측 유입유로(130)는, 외측 유입유로(110)의 중공된 내부에 삽입되어 원수를 2단계에 걸쳐 공급함으로써 균일한 수압이 분배유로(120)에 전달될 수 있도록 하며, 일단에 원수 유입구(131)가 형성되고, 타단에 원수 회귀구(134)가 천공(穿孔)된 중공형의 파이프 형상으로 외주면 일측에 분배홀(133)이 복수 형성되되, 원수 유입구(131)는 외측 유입유로(110)의 유입구 홀(115)을 통하여 외부에 노출되도록 구성된다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 내측 유입유로(130)는 중공된 파이프 형상으로 형성되며, 일단에는 원수 유입구(131)가 형성되고 타단에는 원수 회귀구(134)가 형성된다. 이때, 원수 유입구(131)는 내측 유입유로(130)의 일단 단부에서 길이방향으로 연장형성될 수 있고 또는 내측 유입유로(130)의 일단 측부에 결합 형성될 수 있으며, 단부와 측부에 동시에 형성될 수 있다. 원수 유입구(131)가 내측 유입유로(130)의 일단 측부에 결합 형성되는 경우 내측 유입유로(130)의 측부에는 원수 유입구(131)의 결합을 위한 유입구 결합공(132)이 더 형성될 수 있으며, 원수 유입구(131)와 외측 유입유로(110)의 유입구 홀(115)은 밀폐되도록 결합되는 것이 바람직하며, 이때에는 패킹, 용접, 실란트 등 공지된 통상의 밀폐방법을 사용하여도 무방하다.
내측 유입유로(130)의 몸체 일측에는 원수 유입구(131)로부터 유입된 원수를 외측 유입유로(110)의 중공부에 공급하는 분배홀(133)이 복수 형성된다. 분배홀(133)은 분배유로(120)와 마찬가지로 내측 유입유로(130)에 길이방향으로 동일선상에 형성되는 것이 바람직하며, 또한 분배유로(120)의 통공과 마주보도록 형성되게 함으로써 분배홀(133)을 통해 공급되는 원수가 자연스럽게 분배유로(120)에 도달되도록 한다.
내측 유입유로(130)는 타단의 단부 또는 타단의 측부가 천공된 원수 회귀구(134)가 형성되며, 내측 유입유로(130)를 따라 유입된 원수가 분배홀(133)을 통하여 1차적으로 분배유로(120) 및 외측 유입유로(110)의 중공부에 공급된 후 일정압력 수압이 감소된 상태로 원수 회귀구(134)를 통해 외측 유입유로(110)의 중공부로 공급된다. 이때, 원수 회귀구(134)를 통해 외측 유입유로(110)의 내부로 공급된 원수는 외측 유입유로(110)의 밀폐된 단부에 막혀 원수 유입구(131) 방향으로 회귀하게 되며, 외측 유입유로(110)의 내주면과 내측 유입유로(130)의 외주면 사이를 따라 이동하면서 각 분배유로(120)에 공급된다.
멤브레인 필터(200)는 통상의 다공형 무기막으로 구성된 필터로서, 일단이 원수 유입부(100)의 분배유로(120)에 장착되고, 타단이 정화수 배출부(300)의 결합유로(320)에 장착되어서, 원수 유입부(100)로부터 공급받은 원수를 정화하여 정화된 정수를 정화수 배출부(300)로 배출한다.
정화수 배출부(300)는 멤브레인 필터(200)에서 정화된 정화수를 배출하는 역할을 하며, 중공된 파이프 형상의 배출유로(310)와, 상기 배출유로(310)의 외주면 일측에 상기 배출유로(310)의 내부와 연통되도록 연장 형성되되, 단부에 상기 멤브레인 필터(200)의 타단이 장착되는 복수의 결합유로(320)로 구성되며, 결합유로(320)는 배출유로(310)에 길이방향으로 동일선상에 형성되는 것이 바람직하다.
도 4 를 참조하여, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 정수장치의 필터간 수압 분배 구조의 수처리 과정을 살펴보면,
외측 유입유로(110)의 외부로 노출된 원수 유입구(131)로 원수가 유입되면 내측 유입유로(130)의 중공된 내부를 따라 원수가 이동하게 되고, 이동된 원수는 내측 유입유로(130)의 일측에 형성된 분배홀(133)을 통하여 1차적으로 분배유로(120) 및 외측 유입유로(110)의 내부에 수압을 형성한다. 이때 분배홀(133)을 통해 공급되는 원수의 1차 수압은 원수 유입구(131)와 가까운 분배홀(133)에서 가장 높고, 원수 유입구(131)로부터 멀어질수록 낮아지게 되며, 내측 유입유로(130)의 타단까지 이동된 나머지 원수는 내측 유입유로(130)의 원수 회귀구(134)에 도달하게 된다.
원수 회귀구(134)에 도달된 원수는 원수 회귀구(134)로부터 토출되어 외측 유입유로(110)로 공급되는데, 이때 외측 유입유로(110)의 타단부가 밀폐되어 있으므로 원수는 외측 유입유로(110)의 내주면과 내측 유입유로(130)의 외주면 사이를 따라 이동되면서 외측 유입유로(110) 및 분배유로(120)에 2차적으로 수압을 형성한다. 이때 1차 수압과 마찬가지로 원수 회귀구(134)와 가까운 분배홀(133)에서 2차 수압이 높게 형성되고 원수 회귀구(134)와 멀어질수록 수압이 낮아지게 되는데, 이러한 2차 수압은 1차 수압과 중첩되어 각 분배유로(120)에 균일한 수압이 형성되도록 한다.
이러한 1차 수압 및 2차 수압에 의해 분배유로(120)에 공급되는 수량에 대하여 시뮬레이션을 실행한 결과 그래프가 도 5 에 도시되어 있다. 도 5 에 따르면 분당 평균 580ℓ의 원수를 공급했을 때, 내측 유입유로(130)에 의해 공급되는 수량은 원수 유입구(131) 방향으로부터 가장 가까운 분배유로(120)에 분당 약 369ℓ의 원수가 공급되었고 분당 평균 약 18ℓ의 수량 차이를 보이며 원수 회귀구(134)와 가장 가까운 분배유로(120)에 공급되는 수량은 분당 201ℓ였다. 한편, 원수 회귀구(134)로부터 외측 유입유로(110)를 따라 회귀되는 원수에 의해 각 분배유로(120)에 공급되는 수량은 원수 회귀구(134) 방향으로부터 가장 가까운 분배유로(120)에 분당 약 367ℓ의 원수가 공급되었고, 원수 유입구(131)와 가장 가까운 분배유로(120)에는 분당 약 206ℓ의 원수가 공급되었다. 이는 고압의 외측 유입유로(110)로부터 저압의 내측 유입유로(130)로 재귀(再歸)되는 수량 및 고압의 내측 유입유로(130)로부터 저압의 외측 유입유로(110)로 유실되어 분배유로(120)에 직접 공급되지 못한 수량유실의 경우를 고려한, 최종 분배유로(120)상에 영향을 끼치는 각 유입유로의 수량으로서 분배유로(120)에 공급되는 수량은 분당 평균 579ℓ로서 비교적 균일한 결과를 얻을 수 있었다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 정수장치의 필터간 수압 분배 구조는, 외측 유입유로(110)와, 외측 유입유로(110)의 내부에 삽입되는 내측 유입유로(130)에 의한 2단계의 수압 분배 구조에 의하여 각각의 멤브레인 필터(200)에 균일한 수압 및 수량을 제공함으로써 멤브레인 필터(200)의 수명을 향상시키고 유지비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정수장치의 필터간 수압 분배 구조는, 별도의 수압조절장치가 필요없이 각 유로의 구조에 의한 수압 분배를 함으로써 장치의 대형화가 가능하고 설치비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
100 : 원수 유입부 110 : 외측 유입유로
120 : 분배유로 130 : 내측 유입유로
131 : 원수 유입구 133 : 분배홀
134 : 원수 회귀구 200 : 멤브레인 필터
300 : 정화수 배출부 310 : 배출유로
320 : 결합유로

Claims (5)

  1. 복수의 필터에 원수를 분배 공급하여 정수를 취하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조에 있어서,
    일단에 유입구 홀(115)이 형성되고, 타단이 밀폐된 중공된 파이프 형상의 외측 유입유로(110)와,
    상기 외측 유입유로(110)의 외주면 일측에 상기 외측 유입유로(110)의 내부와 연통되도록 연장 형성되는 복수의 분배유로(120) 및,
    상기 외측 유입유로(110)의 내부에 삽입되며, 일단에 원수 유입구(131)가 형성되어 상기 외측 유입유로(110)의 유입구 홀(115)을 통하여 외부에 노출되고, 타단에 원수 회귀구(134)가 천공(穿孔)된 중공형의 파이프 형상으로 형성되되, 외주면 일측에 분배홀(133)이 복수 형성된 내측 유입유로(130),
    로 구성되는 원수 유입부(100);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 분배유로(120)는 상기 외측 유입유로(110)에 길이방향으로 동일선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 분배홀(133)은 상기 내측 유입유로(130)에 길이방향으로 동일선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 분배유로(120)와 상기 분배홀(133)은 서로 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 분배유로(120)의 단부에 장착되는 복수의 멤브레인 필터(200)와;
    중공된 파이프 형상의 배출유로(310)와, 상기 배출유로(310)의 외주면 일측에 상기 배출유로(310)의 내부와 연통되도록 연장 형성되되, 단부에 상기 멤브레인 필터(200)의 타단이 장착되는 복수의 결합유로(320)로 구성되는 정화수 배출부(300);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정수장치의 필터간 수압 분배 구조.
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